Методическое пособие для самостоятельной работы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«Морской государственный университет им. адм. Г.И. Невельского»
Факультет водных видов спорта
Е.В. Маркелова
Методическое пособие для самостоятельной работы
и практических занятий по дисциплине
«ФИЗИОЛОГИЯ»
«Физиология есть наука, исследующая явление жизненной силы и
законы, по которым она обнаруживает свою деятельность в здоровом
организме»
А.М. Филомафитский
Владивосток
2009
УДК 612.797.1 (075.8)
Е.В. Маркелова
Физиология: методическое пособие для студентов институтов
физической культуры. Владивосток: МГУ им. адм. Г.И. Невельского,
2009. – 106 с.
Рецензент: к.п.н., профессор В.И. Мельников
В пособии большое внимание уделяется физиологии
нервномышечной системы, терморегуляции и акклиматизации,
биоритмам, гормональной регуляции при физической деятельности и
вопросам, касающимся физической работы, физиологическим
изменениям в функциональных системах и органах под влиянием
физических нагрузок.
Разработаны темы занятий, вопросы для самостоятельной
подготовки, задания для самостоятельной работы студентов,
предложен список необходимой литературы.
Пособие предназначено для студентов высших учебных
заведений физической культуры.
© Маркелова Е.В., 2009
© Морской государственный университет
имени адмирала Г.И. Невельского, 2009
2
Оглавление
I. Руководство к вне- и аудиторным занятиям по физиологии для
студентов института водных видов спорта ..................................... 4
Тема 1. Введение в предмет. Организм и его основные
физиологические функции. .......................................................... 4
Тема 2. Физиология возбудимых тканей .................................................. 5
Тема 3. Физиология нервных волокон и синапсов .................................. 6
Тема 4. Физиология мышц ......................................................................... 7
Тема 5. Рефлекторный принцип деятельности ЦНС. Нервная
регуляция мышечного тонуса. ..................................................... 9
Тема 6. Гуморальная регуляция функций .............................................. 11
Тема 7. Физиология системы крови ........................................................ 13
Тема 8. Физиология сердечно-сосудистой деятельности организма ... 14
Тема 9. Физиология внешнего дыхания ................................................. 17
Тема 10. Физиология пищеварения и обмена веществ ......................... 21
Тема 11. Физиология выделения и терморегуляции ............................. 23
Тема 12. Физиология сенсорных систем ................................................ 24
Тема 13. Физиология высшей нервной деятельности ........................... 26
Тема 14. Физиологические основы адаптации ....................................... 29
Тема 15. Итоговое занятие по физиологии ............................................. 31
II. Примеры тестового контроля ......................................................... 32
III. Примеры ситуационных задач ...................................................... 46
IV. Блок дополнительной информации .............................................. 53
V. Ответы к вопросам тестового контроля ....................................... 86
VI. Ответы к ситуационным задачам ................................................. 87
VII. Экзаменационные вопросы......................................................... 101
ЛИТЕРАТУРА ......................................................................................... 105
3
I. Руководство к вне- и аудиторным занятиям по
физиологии для студентов института водных видов
спорта
Тема 1. Введение в предмет. Организм и его основные
физиологические функции.
Время: 4 часа.
Учебная цель: понять цель и задачи физиологии, ознакомиться с
физиологическими
методами
исследования
и
аппаратурой
физиологического эксперимента. Понять принципиальную схему
функциональных систем организма.
Вопросы для самоподготовки:
1. Предмет и задачи физиологии.
2. Основные этапы развития физиологии.
3. Методы физиологических исследований.
4. Основные понятия физиологии: функция, физиологическая
система, функциональная система.
5. Принципиальная схема и основные звенья функциональной
системы организма (по П.К. Анохину).
6. Понятие о полезно-приспособительном результате.
7. Свойства живых тканей.
Самостоятельная работа на занятии
1. Зарисовать общую схему функциональной системы организма
(по П.К. Анохину), обозначить основные звенья.
2. Зарисовать кривую силы - времени, отметить реобазу и
хронаксию.
Литература:
1. Смирнов В.М., Дубровский В.И. Физиология физического
воспитания и спорта: М.: Изд-во ВЛАДОСТ - ПРЕСС, 2002 - 608 с.
2. Учебно-методическое пособие к практическим занятиям по
нормальной физиологии с основами морфология для студентов
второго высшего и дополнительного образования фармацевтического
факультета / Маркина Л.Д., Маркин В.В. – В-к: Медицина ДВ, 2006. –
120 с.
3. Физиология человека / под ред. В.М. Покровского,
Г.Ф. Коротько. — М.: Медицина, 2001.
4. Физиология человека / под ред. Н.А. Агаджаняна, В.И. Циркина.
- М.: Мед. книга. - Н. Новгород: Изд-во НГМА, 2005. – 526 с.
4
Тема 2. Физиология возбудимых тканей
Время: 4 часа.
Учебная цель: Уяснить сущность процесса возбуждения, роль
различных ионов и мембраны клетки в формировании
биопотенциалов, значение исследования биоэлектрических явлений и
возбудимости тканей в практике
Вопросы для самоподготовки:
1. Понятие возбудимых тканей, их свойства.
2. Ионно-мембранная теория происхождения биопотенциалов.
3. Характеристика местного и распространяющегося возбуждения.
4. Критерии оценки возбудимости.
5. Изменение возбудимости при возбуждении.
6. Основные законы раздражения (закон силы, силы — времени,
явление аккомодации).
Самостоятельная работа на занятии
1. Составить таблицу ионных механизмов и возбудимости в
разные фазы потенциала действия:
Фаза ПД
1
2
3
4
Ионный механизм
Возбудимость
Литература:
1. Смирнов В.М., Дубровский В.И. Физиология физического
воспитания и спорта: М.: Изд-во ВЛАДОСТ - ПРЕСС, 2002 - 608 с.
2. Учебно-методическое пособие к практическим занятиям по
нормальной физиологии с основами морфология для студентов
второго высшего и дополнительного образования фармацевтического
факультета / Маркина Л.Д., Маркин В.В. – В-к: Медицина ДВ, 2006. –
120 с.
3. Физиология человека / под ред. В.М. Покровского,
Г.Ф. Коротько. — М.: Медицина, 2001.
4. Физиология человека / под ред. Н.А. Агаджаняна, В.И. Циркина.
- М.: Мед. книга. - Н. Новгород: Изд-во НГМА, 2005. – 526 с.
5
Тема 3. Физиология нервных волокон и синапсов
Время: 2 часа.
Учебная цель: Изучить механизмы передачи возбуждения по
нервным волокнам и синапсам. Понять особенности проведения
возбуждения по разным нервным волокнам.
Вопросы для самоподготовки:
1. Типы нервных волокон, особенности проведения возбуждения
по мякотным и безмякотным нервным волокнам.
2. Законы проведения возбуждения по нервным волокнам.
3. Механизм передачи возбуждения в нервно-мышечном синапсе.
Свойства химического синапса.
4. Какие нервные волокна обладают самой высокой скоростью
проведения возбуждения?
5. От чего зависит скорость проведения возбуждения по нервным
волокнам?
6. Медиатор, обеспечивающий передачу возбуждения от нерва к
мышце.
7. Как изменится ответная реакция ткани на действие слабых и
сильных раздражителей при парабиозе?
Самостоятельная работа на занятии
1. Зарисовать схему нервно-мышечного синапса, отметить
структурные компоненты.
2. Записать последовательно процессы передачи возбуждения в
нервно-мышечном синапсе. Перечислить свойства химического
синапса.
Литература:
1. Смирнов В.М., Дубровский В.И. Физиология физического
воспитания и спорта: М.: Изд-во ВЛАДОСТ - ПРЕСС, 2002 - 608 с.
2. Учебно-методическое пособие к практическим занятиям по
нормальной физиологии с основами морфология для студентов
второго высшего и дополнительного образования фармацевтического
факультета / Маркина Л.Д., Маркин В.В. – В-к: Медицина ДВ, 2006. –
120 с.
3. Физиология человека / под ред. В.М. Покровского,
Г.Ф. Коротько. — М.: Медицина, 2001.
4. Физиология человека / под ред. Н.А. Агаджаняна, В.И. Циркина.
- М.: Мед. книга. - Н. Новгород: Изд-во НГМА, 2005. – 526 с.
6
Тема 4. Физиология мышц
Время: 4 часа.
Учебная цель: Понять морфо-функциональные особенности
гладкой и поперечно-полосатой мышечной ткани; уяснить связь
возбуждения и возбудимости на фоне сокращения мышечного
волокна. Изучить виды и режимы мышечных сокращений.
Вопросы для самоподготовки:
1. Физиологические особенности мышц. Классификация мышц.
2. Механизм мышечного сокращения.
3. Фазы одиночного мышечного сокращения.
4. Соотношение возбуждения, сокращения и возбудимости в
скелетной мышце.
5. Суммированное сокращение. Оптимум и пессимум частоты и
силы раздражителей (Н.Е. Введенский). Понятие о парабиозе.
6. Режим мышечных сокращений.
7. Сила и работа мышц при статических и динамических
нагрузках.
8. Утомление мышц, понятие об активном отдыхе.
9. Особенности функционирования гладких мышц.
Самостоятельная работа на занятии
1. Зарисовать структуру саркомера, обозначить основные
структурные компоненты.
2. Нарисовать схему двигательной единицы, обозначить
структурные компоненты.
3. Зарисовать график соотношения процессов возбуждения,
сокращения и возбудимости в скелетной мышце, обозначив их фазы.
4. Зарисовать график суммированного сокращения.
Выполнить следующие опыты.
1. Определение, силы мышц при помощи пружинного
динамометра: Поставить стрелку пружинного динамометра на «0».
Сжать ручку динамометра. Отметить, на какой цифре остановилась
стрелка.
Ориентировочные основы действия: Стрелка указывает на силу, с
которой была сжата ручка динамометра. Отметить факторы,
влияющие на силу мышц.
2. Влияние интервала времени между работой мышц на
утомление: Ручным динамометром определяют силу сокращения –
10 раз.
7
Часть студентов (половина группы) повторяют это через 1 мин.,
другая часть — через 3 мин. Строятся графики данных каждой
группы. Данные усредняются и сопоставляются между собой.
Ориентировочные основы действия: Обратить внимание, чем
отличаются кривые. В какой группе утомление возникает быстрее?
3. Изучение возможных механизмов снятия утомления: Опыты на
двух группах: Первая группа ручным динамометром определяет силу
правой - руки (10 раз). Опыт повторяют другой рукой. После этого
вновь - определяют силу правой руки. Вторая группа определяет силу
мышц правой руки. В течение 3-4 мин. ничего не делают. Повторяют
опыт на правой руке. Полученные данные обеих групп усреднить.
Сопоставить, сделать вывод
Ориентировочные основы действия: При анализе полученных
результатов обратить внимание, чем отличаются кривые, полученные
в опытах (после работы левой рукой или пассивного отдыха).
4. Влияние умственной нагрузки на снятие утомления: Приседать
до полного утомления. Сосчитать количество приседаний. В перерыве
одна часть студентов ходит, другая – занимается умственной работой
(чтение учебника). В дальнейшем приседания повторяются в течение
1-2 мин.
Ориентировочные основы действия: Отметить, какая группа после
перерыва будет более работоспособной
Вопросы для самоконтроля:
1. Какова возбудимость мышцы в период расслабления?
2. В какую фазу одиночного мышечного сокращения нужно
подействовать на мышцу, чтобы вызвать гладкий тетанус?
3. С какой частотой надо действовать раздражителем на мышцу,
чтобы получить максимальную амплитуду сокращений?
4. Какие процессы в мышце идут с затратой энергии?
5. Отреагирует ли мышца на дополнительный стимул,
нанесенный в латентный период сокращения? Почему?
6. При каких условия возникает зубчатый тетанус?
7. Какие изменения на мембране характеризует состояние
парабиоза?
8. Какие местные факторы способствуют развитию утомления
мышц?
9. В чем заключаются центральные механизмы утомления мышц?
10. Какие структуры нейромоторной единицы утомляются
быстрее?
11. Какие структуры нейромоторной единицы обладают самой
низкой лабильностью?
8
12. Как изменяется мышечная активность при тренировках?
13. Как можно контролировать процессы мышечного утомления?
Литература:
1. Смирнов В.М., Дубровский В.И. Физиология физического
воспитания и спорта: М.: Изд-во ВЛАДОСТ - ПРЕСС, 2002 - 608 с.
2. Учебно-методическое пособие к практическим занятиям по
нормальной физиологии с основами морфология для студентов
второго высшего и дополнительного образования фармацевтического
факультета / Маркина Л.Д., Маркин В.В. – В-к: Медицина ДВ, 2006. –
120 с.
3. Физиология человека / под ред. В.М. Покровского,
Г.Ф. Коротько. — М.: Медицина, 2001.
4. Физиология человека / под ред. Н.А. Агаджаняна, В.И. Циркина.
- М.: Мед. книга. - Н. Новгород: Изд-во НГМА, 2005. – 526 с.
Тема 5. Рефлекторный принцип деятельности ЦНС.
Нервная регуляция мышечного тонуса.
Время: 4 часа.
Учебная цель: уяснить понятие рефлекса, его структурную
основу, звенья рефлекторной дуги. Усвоить современные
представления о системной организации функций организма. Изучить
рефлекторный механизм поддержания и перераспределения
мышечного тонуса, усвоить роль различных отделов ЦНС в регуляции
двигательных функций.
Вопросы для самоподготовки:
1. Значение ЦНС в процессах управления и связей в живом
организме.
2. Понятие о рефлексе. Рефлекторная теория, ее развитие.
Принципы рефлекторной теории.
3. Афферентное, центральное и эфферентное звенья двигательной
системы.
4. Понятие о мышечном тонусе и его компонентах.
5. Механизм регуляции тонуса мышц-антагонистов на уровне
спинного мозга.
6. Значение и общий план строения вегетативной нервной
системы, отличительные особенности соматической и вегетативной
иннервации.
9
7. Влияние симпатического и парасимпатического отделов
вегетативной нервной системы на иннервируемые органы,
взаимодействие этих систем (синергизм и относительный
антагонизм).
8. Метасимпатический отдел вегетативной нервной системы.
9. Механизмы нервной регуляции мышечной активности у
спортсменов.
Самостоятельная работа на занятии:
I. Оценка регуляции тонуса мышц
1. Исследование тонических рефлексов мышц-разгибателей
верхних конечностей у человека (по А.А. Ухтомскому): Испытуемый
с опущенными руками становится к стене. Он - должен закрыть глаза
и давить - тылом кисти правой руки на - стену с максимальной силой
в течение 20 сек. Затем, не открывая глаз, сделать шаг в сторону,
держать руки свободно, чтобы мышцы были расслаблены.
Определить, сколько секунд будет продолжаться подъем правой
руки, зависящий от рефлекторного тонического сокращения.
Определить приблизительно (в градусах) отклонение руки от
вертикали. Произвести опыт 2 раза: один раз ориентировочно, второй
– учесть длительность рефлекса в сек., величину рефлекса – в
градусах угла отклонения. Проделать опыт на другой руке
Ориентировочные основы действия: Обратить внимание на
повышенный тонус мышц разгибателей, связанный с повышением
тонуса соответствующих нервных центров
2. Демонстрация модели глазного нистагма: Наблюдать за
движением вращающегося барабана кимографа с нанесенными
черными полосками
Ориентировочные основы действия: Качательные движения глаз
связаны с возбуждением рецепторов вестибулярного аппарата
3. Демонстрация лифтовых рефлексов: Кролика помещают на
горизонтальную площадку, которую быстро поднимают вверх, а затем
опускают вниз, при этом наблюдают за мышцами конечностей
Ориентировочные основы действия: Наблюдается сгибание и
последующее разгибание конечностей
II. Исследовать вегетативные рефлексы человека:
1. Глазо-сердечный рефлекс Даньини-Ашнера. Посчитать пульс за
1 мин. Надавить подушечками пальцев на латеральные поверхности
глазных яблок. Вновь посчитать пульс. При надавливании на глазные
яблоки возбуждение по глазному нерву передается в продолговатый
мозг (на ядро тройничного нерва), иррадиирует на ядро блуждающего
10
нерва. Изменение пульса является результатом действия
парасимпатической нервной системы.
2. Дыхательно-сердечный рефлекс. Посчитать пульс в покое, а
затем — на высоте вдоха и в конце выдоха. Уменьшение частоты
сердечных сокращений в конце выдоха связано с повышением тонуса
парасимпатической нервной системы.
3. Ортостатическая проба. Посчитать пульс в положении лежа
после 1 мин. отдыха, а также сразу после перехода в положение стоя.
Наблюдаемое учащение сердечного ритма при переходе в
вертикальное положение связано с влиянием симпатической нервной
системы.
4. Дермографизм. Провести по коже тупым твердым предметом.
Наблюдать изменение окраски. При механическом раздражении кожи
наблюдается рефлекторное изменение состояния сосудов: сужение
просвета (белый дермографизм) или расширение (красный
дермографизм).
Литература:
1. Смирнов В.М., Дубровский В.И. Физиология физического
воспитания и спорта: М.: Изд-во ВЛАДОСТ-ПРЕСС, 2002 – 608 с
2. Учебно-методическое пособие к практическим занятиям по
нормальной физиологии с основами морфология для студентов
второго высшего и дополнительного образования фармацевтического
факультета / Маркина Л.Д., Маркин В.В. – В-к: Медицина ДВ, 2006. –
120 с.
3. Физиология человека / под ред. В.М. Покровского,
Г.Ф. Коротько. — М.: Медицина, 2001.
4. Физиология человека / под ред. Н.А. Агаджаняна, В.И. Циркина.
- М.: Мед. книга. - Н. Новгород: Изд-во НГМА, 2005. – 526 с.
Тема 6. Гуморальная регуляция функций
Время: 2 часа.
Учебная цель: изучить свойства и механизм действия гормонов,
ауторегуляторный принцип выделения гормонов. Обобщить знания
студентов по гуморальной регуляции организма, ее особенностей от
характера и напряженности занятий спортом.
Вопросы для самоподготовки:
1. Как осуществляется гуморальная регуляция.
2. Основные органы эндокринной системы.
11
3. Функциональное значение и свойства гормонов. Классификация
гормонов.
4. Регуляция выделения гормонов.
5. Типы взаимодействия гормонов.
6. Роль эндокринной системы в механизмах адаптации при
занятиях спортом.
Самостоятельная работа на занятии:
1. Составить таблицу влияния гормонов на функции организма:
Эндокринные
железы
Гормоны
Место
действия
Физиологический
эффект
2. Зарисовать схему саморегуляции выделения гормонов с
участием гипоталамо-гипофизарной системы.
Вопросы для самоконтроля:
1. Какие биологически активные вещества относятся к гормонам?
2. Какие гормоны относятся к группе стероидов?
3. Каков механизм действия стероидных гормонов?
4. К какой группе относятся гормоны аденогипофиза?
5. Каков механизм действия гормонов белково-пептидной
природы?
6. Что является органом-мишенью тиреотропного гормона?
7. Как отразится на функции аденогипофиза введение тироксина?
8. Какой эффект можно ожидать при введении АКТГ?
9. Какие гормоны относятся к гонадотропным?
10. Как объяснить снижение функции надпочечников при
введении глюкокортикоидов?
11. Какова роль гормонов в развитии адаптации?
Литература:
1. Смирнов В.М., Дубровский В.И. Физиология физического
воспитания и спорта: М.: Изд-во ВЛАДОСТ - ПРЕСС, 2002 - 608 с.
2. Учебно-методическое пособие к практическим занятиям по
нормальной физиологии с основами морфология для студентов
второго высшего и дополнительного образования фармацевтического
факультета / Маркина Л.Д., Маркин В.В. – В-к: Медицина ДВ, 2006. –
120 с.
3. Физиология человека / под ред. В.М. Покровского,
Г.Ф. Коротько. — М.: Медицина, 2001.
4. Физиология человека / под ред. Н.А. Агаджаняна, В.И. Циркина.
- М.: Мед. книга. - Н. Новгород: Изд-во НГМА, 2005. – 526 с.
12
Тема 7. Физиология системы крови
Время: 2 часа.
Учебная цель: обобщить знания студентов по вопросам
физиологических функций системы крови, механизмов их регуляции
по характеру изменений при занятиях спортом. Научиться
интерпретировать механизмы регуляции и функции крови как
компонента внутренней среды организма
Вопросы для самоконтроля:
1. Количество и состав крови. Понятие об объеме циркулирующей
крови.
2. Типы кроветворения и регуляция системы красной крови
(эритрон).
3. Физико-химические свойства крови.
4. Количественная и морфо-функциональная характеристика
эритроцитов. Правило переливания крови.
5. Гематокрит и его изменение при физических нагрузках.
6. Виды лейкоцитов, их морфология и основные функции.
7. Показатели лейкограммы у здоровых людей в разные
возрастные периоды.
8. Система регуляции агрегатного состояния крови. Понятие о
свертывающей и антисвертывающей системах крови. Механизмы
изменений при физических нагрузках.
9. Реакция системы крови в зависимости от напряженности
тренировочного и соревновательного процесса.
Самостоятельная работа на занятии:
1. Зарисовать функциональные системы поддержания основных
констант крови.
2. Зарисовать и указать функцию клеток крови.
3. Дать оценку предложенного клинического анализа крови.
Литература:
1. Смирнов В.М., Дубровский В.И. Физиология физического
воспитания и спорта: М.: Изд-во ВЛАДОСТ - ПРЕСС, 2002 - 608 с.
2. Учебно-методическое пособие к практическим занятиям по
нормальной физиологии с основами морфология для студентов
второго высшего и дополнительного образования фармацевтического
факультета / Маркина Л.Д., Маркин В.В. – В-к: Медицина ДВ, 2006. –
120 с.
3. Физиология человека / под ред. В.М. Покровского,
Г.Ф. Коротько. — М.: Медицина, 2001.
13
4. Физиология человека / под ред. Н.А. Агаджаняна, В.И. Циркина.
- М.: Мед. книга. - Н. Новгород: Изд-во НГМА, 2005. – 526 с.
Тема 8. Физиология сердечно-сосудистой
деятельности организма
Время: 4 часа.
Учебная
цель:
изучить
механизмы,
обеспечивающие
гемодинамическую
функцию
сердца,
усвоить
особенности
функционирования сердечной мышцы при физических нагрузках и
занятиях спортом
Вопросы для самоподготовки:
1. Гемодинамическая функция сердца. Сердечный цикл.
Сердечный выброс.
2. Внешние проявления гемодинамической функции сердца.
Тоны сердца.
3. Свойства сердечной мышцы. Автоматия сердца.
4. Соотношение возбуждения, сокращения и возбудимости в
сердечной мышце.
5. Классификация регуляторных влияний на сердце.
6. Механизмы формирования артериального давления.
7. Отделы ЦНС, отвечающие за регуляцию кровообращения.
8. Методы оценки функций сердечно-сосудистой системы.
9. Происхождение зубцов и интервалов электрокардиограммы
(ЭКГ).
10. Действие статистических и динамических нагрузок на
организм.
Самостоятельная работа на занятии:
I. Выполнить следующие действия:
1. Пальпация пульса на височной и лучевой артериях: Четырьмя
пальцами правой руки прижимают лучевую артерию к одноименной
кости в дистальной трети предплечья. Меняя давление подушечек
пальцев, выявляют пульсацию артерии. Определяют основные
свойства артериального пульса: частоту, ритм, наполнение,
напряжение, быстроту. Таким же методом находят височную артерию
и считают частоту пульса.
Ориентировочные основы действия: Объяснить происхождение
артериального пульса и дать характеристику основным параметрам
14
пульса. Объяснить возможное несоответствие частоты пульса на
сочной и лучевой артериях.
2. Измерение АД на плечевой артерии: а) пальпаторным методом
Рива-Роччи; б) аускультативным методом Короткова: а) накладывают
манжетку на ого ленное плечо в средней трети. Нагнетают в нее
грушей воздух, одновременно пальпируя пульс на этой руке.
Исчезновение пульса (или появление его после снижения давления в
манжетке) соответствует систолическому давлению (СД); б)
накладывают манжетку на оголенное плечо, нагнетают в нее воздух,
доведя давление до 150-160 мм рт. ст. Затем, снижая давление,
выслушивают с помощью фонендоскопа звуковые феномены над
локтевой артерией. Появление звука соответствует систолическому
давлению (СД), а его исчезновение - диастолическому (ДД).
Ориентировочные основы действия: Оценить полученные
результаты, сравнив их с нормой. Объяснить преимущество
аускультавного метода перед пальпаторным.
3. Ортостатическая проба: У испытуемого студента определяют
АД и ЧСС в положении лежа и при переходе в вертикальное
положение.
Ориентировочные основы действия: Дать оценку переносимости
пробы. По изменению давления при переходе из горизонтального в
вертикальное положение можно судить о тонусе вен и венозном
давлении
4. Расчет гемодииамических показателей: а) пульсовое давление
(ПД); б) среднее динамическое давление (СДД); в) ударный объем
(УО); г) минутный объем крови (МОК); д) периферическое
сопротивление сосудов е) вегетативный индекс (BH): Используя
данные ранее измеренных показателей СД и ДД, а также ЧСС,
высчитывают гемодинамические показатели по следующим
формулам: а) ПД=СД-ДД; б) СДД=ДД+0,5 ПД; в) УО = 100+0,5 СД1,09ДД-0,6 возраст или УО=100+0,5ПД0,6ДД - 0,6 возраст; г)
МОК=УО х ЧСС; д) ПСС=(СДДх1333x60): МОК; е) ВИ = (1—ДД :
ЧСС) х 100
Ориентировочные основы действия: Оценить полученные
показатели, учитывая знания нормы: ПД=35-45 мм рт. ст., СДД=85105 мм рт. ст., УО=50-70мл, MOK=4000-5000 мл, ПСС= 1400-1900
дин. сек.; ВИ= -10 - +10 (при повышении тонуса симпатического
отдела ВНС ВИ больше +10 , парасимпатического - меньше -10).
5. Проба Мартине-Кушелевского: В работе участвуют 4 человека:
испытуемый, измеряющий кровяное давление, подсчитывающий
15
пульс и ведущий протокол. У испытуемого измеряют исходное АД и
ЧСС в положении сидя. Затем дается физическая нагрузка (20
приседаний или 60 подскоков за 30 сек), АД и ЧСС измеряют сразу же
после нагрузки (первые 10 сек.) и через 2,5 мин. Результаты
записывают и сравнивают.
Ориентировочные основы действия: 1. По полученным
результатам определить тип реакции на физическую нагрузку. 2.
Объяснить механизм повышения АД после нагрузки и механизм его
восстановления через 2-3 мин.
6. Реакция сердечно-сосудистой системы на наклоны туловища:
Для выполнения теста у испытуемого считают пульс за 10 сек. в состоянии покоя сидя (П1). Затем - в течение 1,5 мин. сделать 20
наклонов вниз с опусканием рук. Повторно сосчитать пульс за 10 сек.
сразу после наклонов (П2) и через минуту (ПЗ). Показатель реакции
сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку (ПР)
рассчитывают по формуле: ПР=(П1+П2+ПЗ-33): 10
Ориентировочные основы действия: Данная методика позволяет
оценить качество регуляции сердечно-сосудистой системы по
следующим критериям: высокое — при ПР=0-0,3; выше среднего –
при ПР = 0,31-0,6; среднее – при ПР=0,61-0,9; ниже среднего – при
ПР=0,91-1,2; низкое – при ПР больше 1,2. В данном случае
необходимо обратиться к врачу
Критерии оценки переносимости ортостатической пробы:
а) хорошая — при учащении пульса не более 11 уд./мин.,
повышении СД и пульсового (ПД) давления, снижении ДД и
отсутствии вегетативных реакций;
б) удовлетворительная - при учащении пульса на 12-18 уд./мин.,
отсутствии изменений АД и появлении потливости;
в) неудовлетворительная – при учащении пульса на 19 уд./мин. и
более, снижении СД и ПД, повышении ДД, наличии вегетативных
реакций (потливость, шум в ушах).
Характеристика типов кровообращения:
а) эукинетический тип: средние показатели УО (60-80 мл) и ПСС
(1201-1900 дин. сек.);
б) гиперкинетический тип – повышение УО (81-100 мл) и
понижение ПСС (меньше 1200 дин. сек.);
в) гипокинетический тип — понижение УО (менее 60) и
повышение ПСС (выше 1900 дин. сек.).
Типы реакции на физическую нагрузку в пробе МартинеКушелевского:
16
а) нормотоническая реакция — наряду с небольшим
увеличением ЧСС повышается СД и несколько снижается ДД. При
этом ПД повышается в основном за счет СД. Эта реакция
наблюдается у хорошо тренированных людей;
б) астеническая реакция — значительно возрастает ЧСС, СД не
меняется или незначительно повышается, а ДД повышается, за счет
чего снижается ПД. Эта реакция наблюдается при перенапряжении
сердечно-сосудистой системы или при различных заболеваниях
сердца;
в) гипертоническая реакция — значительно возрастает ЧСС и СД
(до 180-200 мм рт. ст.), ДД не меняется или немного увеличивается,
значительно возрастает ПД. Обычно у этих людей восстановление АД
и ЧСС удлинено. Причиной могут быть предшествующие большие
нагрузки, форсированные тренировки и функциональные нарушения
регуляции сосудистого тонуса;
г) дистоническая реакция — наблюдается рост ЧСС, значительное
повышение СД при значительном снижении ДД. Эта реакция
характерна для спортсменов при перетренированости, при
вегетоневрозах
или
после
перенесенного
инфекционного
заболевания.
II. Знакомство с методом электрокардиографии. Анализ
электрокардиограмм.
Литература:
1. Смирнов В.М., Дубровский В.И. Физиология физического
воспитания и спорта: М.: Изд-во ВЛАДОСТ - ПРЕСС, 2002 - 608 с.
2. Учебно-методическое пособие к практическим занятиям по
нормальной физиологии с основами морфология для студентов
второго высшего и дополнительного образования фармацевтического
факультета / Маркина Л.Д., Маркин В.В. – В-к: Медицина ДВ, 2006. –
120 с.
3. Физиология человека / под ред. В.М. Покровского,
Г.Ф. Коротько. — М.: Медицина, 2001.
4. Физиология человека / под ред. Н.А. Агаджаняна, В.И. Циркина.
- М.: Мед. книга. - Н. Новгород: Изд-во НГМА, 2005. – 526 с.
Тема 9. Физиология внешнего дыхания
Время: 4 часа.
Учебная цель: изучить механизмы, обеспечивающие вентиляцию
легких и газообмен в них, основные параметры внешнего дыхания,
17
изучить факторы, влияющие на эффективность внешнего дыхания,
понять механизмы изменений дыхания при физической нагрузках.
Вопросы для самоподготовки:
1. Значение дыхания для организма. Основные этапы дыхания.
2. Внешнее дыхание. Методы исследования. Механизм вдоха и
выдоха (функция дыхательных мышц, значение отрицательного
давления в плевральной полости, роль эластических свойств легочной
ткани).
3. Механизм обмена газов между альвеолярным воздухом и
кровью.
4. Представления о структуре дыхательного центра.
5. Нервно-гуморальная
регуляция
дыхания.
Зависимость
дыхательного центра от газового состава крови.
6. Рефлекторная регуляция дыхания. Роль механорецепторов
легких и афферентных волокон блуждающего нерва в регуляции
дыхания.
7. Изменения дыхания при занятиях физкультурой и спортом.
8. Критерии оценки функции внешнего дыхания.
Домашнее задание:
1. Зарисовать схему функциональной системы, поддерживающей
концентрацию газов в организме.
2. Записать физиологические нормы легочных объемов.
Самостоятельная работа на занятии:
I. Провести следующие исследования.
1. Изучение внешних проявлений дыхательного процесса: 1.
Установить особенности формы грудной клетки по сравнению
переднезаднего и бокового размеров и по величине эпигастрального
угла. 2. Посчитать частоту дыхания в 1 мин. 3. Измерить окружность
грудной клетки на уровне подмышечных впадин и мечевидного
отростка на вдохе и выдохе (экскурсия грудной клетки).
Ориентировочные основы действия: 1. При нормостенической
грудной клетке переднезадний размер меньше бокового,
эпигастральиый угол приближается к 90°. При гиперстенической
форме
переднезадний
размер
приближается
к
боковому,
эпигастральиый угол больше 90°. При астенической форме грудная
клетка удлиненная, узкая и плоская, эпигастральный угол меньше
90°. Отметить значение формы грудной клетки для дыхательного
процесса. 2. Оценить ЧД, исходя из нормы 14-20 в мин. 3. Оценить
экскурсию грудной клетки (норма для мужчин 8-10 см, для женщин 57 см). Отметить факторы, влияющие на экскурсию грудной клетки.
18
2. Познакомиться с определением величины жизненной емкости
легких (ЖЕЛ) и ее составляющих: 1. При помощи спирометра
определить ЖЕЛ – максимально вдохнув, сделать глубокий выдох в
спирометр. 2. Определить дыхательный объем, (ДО) – после
спокойного вдоха сделать спокойный выдох в спирометр. 3.
Определить резервный объем выдоха (РО выд.) – после спокойного
вдоха сделать максимальный выдох в спирометр, из показателя
шкалы вычесть ДО. 4. Рассчитать резервный объем вдоха (РО вд.),
отняв из ЖЕЛ сумму ДО и РО выдоха. 5. Рассчитать соотношение
полученных объемов относительно ЖЕЛ. 6. Определить ДЖЕЛ по
формулам: для мужчин - ДЖЕЛ = рост (см)х 0,052 – возраст
(годы)х0,028 - 3,2; для женщин - ДЖЕЛ = рост (см) х 0,049 - возраст
(годы)х0,019-3,76. 7. Рассчитать процентное отклонение ЖЕЛ от
ДЖЕЛ -(ЖЕЛ/ДЖЕЛ х 100- 100).
Ориентировочные основы действия: 1. Оценить полученные
показатели, учитывая, что в норме ДО=10-20 % от ЖЕЛ; РО вд. и РО
вьщ.= 40-43 % от ЖЕЛ; отклонение ЖЕЛ от ДЖЕЛ (должная
жизненная емкость легких) в норме не более 20 %. 2. Отметить
факторы, влияющие на величину ЖЕЛ.
3. Измерить силу мышц, участвующих в акте дыхания, с помощью
пневмотахометра
и
пикфлуометра:
На
передней
панели
пневмотахометра имеется переключатель, позволяющий проводить
измерения в процессе вдоха и выдоха. Испытуемый садится на стул,
зажимает нос прищепкой, берет в рот наконечник прибора
(предварительно обработанный спиртом), делает предельно быстрый
вдох, а затем – выдох через рот, при этом на шкале манометра
замечается
максимальное
значение
расхода
воздуха
при
форсированном вдохе и выдохе (л/сек.). Определить соотношение
объемов выдоха к объему вдоха (Vвыд./Vвд.).
Ориентировочные основы действия: Данная методика позволяет
оценить состояние воздухоносных путей (наличие обструктивных
процессов). Максимальная объемная скорость при форсированном
выдохе у взрослых составляет в среднем 4-8 л/сек. При нарушении
бронхиальной проводимости она снижается и в тяжелых случаях
может быть меньше 1 л/сек.
При этом уменьшается отношение объема выдоха к вдоху (в
норме оно составляет 1,2).
4. Познакомиться с проведением и показателями спирографии: По
спирограмме производится расчет показателей: ЧД, ДО, ЖЕЛ, РО
вдоха, РО выдоха, соотношение фаз выдоха к вдоху, объем
форсированного выдоха за 1, 2, 3 сек. (ОФВ1, ОФВ2, ОФВЗ),
19
минутный объем дыхания (МОД) и максимальную вентиляцию легких
(МВЛ).
Ориентировочные основы действия: При расчете объемов
расстояние в мм умножается на 40 мл, для определения длительности
вдоха и выдоха берется во внимание, что 1 сек.=20 мм, это же
учитывается при определении длительности форсированного выдоха
и ОФВ1, ОФВ2, ОФВЗ. Определение последних показателей
необходимо для оценки состояния воздухоносных путей, при этом
выявляется процент ОФВ1 от всего форсированного выдоха (индекс
Тиффно). В норме он составляет 70-80%. Норма продолжительности
вдоха 1-5 сек., выдоха - 2-6 сек., отношение длительности выдоха к
вдоху - составляет в норме 1,2. Оценить полученные показатели,
сравнив с нормой. Оценить резерв дыхания, сравнивая МОД (ЧД х ДО
при спокойном дыхании) с МВЛ (ЧД х ДО при форсированном
дыхании).
5. Выполнить функциональные пробы на максимальную
способность к задержке дыхания: 1. В положении сидя произвести
глубокий вдох, затем глубокий выдох и задержать дыхание, отмечая
время задержки (апноэ). 2. Повторить то же после физической
нагрузки (20 приседаний). 3. В течение 30-60 сек. производить
форсированное дыхание, затем задержать дыхание, определив его
время. 4. Определить соотношение ЧСС/ЧД до и после нагрузки. 5.
Определить соотношение ЧСС/апноэ до и после нагрузки.
Ориентировочные основы действия: Сравнить показатели
задержки дыхания в покое, после нагрузки и форсированного
дыхания, объяснить механизм выявленных различий. Показатель
ЧСС/ЧД свидетельствует о компенсаторных возможностях сердечнососудистой и дыхательной систем в поддержании газового состава
крови. У здорового человека это соотношение равно 4-5 и почти не
меняется после нагрузки. Показатель ЧСС/апноэ = 2; чем меньше этот
показатель, тем устойчивее организм к кислородному голоданию.
Литература:
1. Смирнов В.М., Дубровский В.И. Физиология физического
воспитания и спорта: М.: Изд-во ВЛАДОСТ - ПРЕСС, 2002 - 608 с.
2. Учебно-методическое пособие к практическим занятиям по
нормальной физиологии с основами морфология для студентов
второго высшего и дополнительного образования фармацевтического
факультета / Маркина Л.Д., Маркин В.В. – В-к: Медицина ДВ, 2006. –
120 с.
3. Физиология человека / под ред. В.М. Покровского, Г.Ф.
Коротько. — М.: Медицина, 2001.
20
4. Физиология человека / под ред. Н.А. Агаджаняна, В.И. Циркина.
- М.: Мед. книга. - Н. Новгород: Изд-во НГМА, 2005. – 526 с.
Тема 10. Физиология пищеварения и обмена веществ
Время: 2 часа.
Учебная цель: изучить роль питательных веществ в пластическом
и энергетическом обмене, понять организацию гидролиза пищевых
веществ, изучить роль пищеварительных соков на различных участках
пищеварительного конвейера, усвоить роль нервных и гуморальных
механизмов в регуляции секреторной и моторной функции ЖКТ,
понять изменения функциональной активности ЖКТ при занятиях
спортом.
Вопросы для самоподготовки:
1. Понятие об ассимиляции и диссимиляции веществ в организме.
Пластический и энергетический обмен. Значение питания и
пищеварения для организма.
2. Состав и свойства основных пищеварительных соков (слюны,
желудочного сока, панкреатического сока, желчи, кишечного сока).
3. Общие принципы и механизмы регуляции пищеварения.
Механизмы всасывание в желудочно-кишечном тракте.
4. Физиологические основы голода и насыщения.
5. Основные принципы рационального питания.
6. Энергетический баланс в организме. Основной обмен: методы
определения.
7. Рабочий обмен. Группы населения по энергетическим затратам.
Энергетические затраты при занятиях различными видами спорта.
Самостоятельная работа на занятии:
1. Произвести следующие исследования:
1. Расчет энергетического обмена по количеству поглощенного
кислорода и выделенного углекислого газа: Рассчитать обмен за
сутки, если за 10 мин. поглощено 2,444 л кислорода и выделено 2,132
л углекислого газа.
Ориентировочные основы действия: Для решения задачи
необходимо определить дыхательный коэффициент (ДК) - отношение
выделенного СО2, и поглощенного О2. По специальной таблице
находят калорический эквивалент кислорода (количество тепла,
освобождающегося
при потреблении
1 л
кислорода),
соответствующий данному ДК. Зная количество потребленного
21
кислорода за 1 мин. (в данном условии за 10 мин.), калорический
эквивалент кислорода умножают на количество поглощенного
кислорода за 1 мин, и за сутки.
2. Вычисление основного обмена по таблицам Гарриса-Бенедикта:
Определить основной обмен но данным пола, веса, роста и возраста
для: 1) мужчина 69 лет, рост160 см, вес 50 кг; 2) молодой человек, 25
лет, рост 160 см, вес 50 кг;
3) мальчик 13 лет, рост160 см, вес 50 кг; 4) мальчик 3 года, рост
64 см, вес 15 кг; 5) для себя.
Ориентировочные основы действия: Для работы используют
специальные таблицы для мужчин и женщин. Найти в таблице вес
исследуемого, против него – число (например 892). Затем по
вертикали найти рост и по горизонтали - возраст, на их пересечении –
число (например, 788). Сумма 2 чисел (892+788=1680) - таков
нормальный основной обмен для данного испытуемого. Необходимо
отметить, что по таблице определяют должный основной обмен.
Сделать вывод об изменении основного обмена с возрастом
3. Вычисление процентного отклонения от основного обмена по
формуле Рида: Вычислить % отклонения основного обмена от нормы
для себя по формуле: ПО=0,75 (ЧП+ПДхО,74) -72, где ПО - процент
отклонения, ЧП - частота пульса, ПД - пульсовое давление (разность
между систолическим и диастолическим давлением)
Ориентировочные основы действия: Данное определение
основано на существовании взаимосвязи между артериальным
давлением, частотой пульса и теплопродукцией организма. Для
работы необходимо определить систолическое и диастолическое
давление и частоту пульса. Допустимым считается отклонение до +/10 %.
4. Рассчитать индекс массы тела по Кетле, Отту, Хебсу.
Литература:
1. Смирнов В.М., Дубровский В.И. Физиология физического
воспитания и спорта: М.: Изд-во ВЛАДОСТ - ПРЕСС, 2002 - 608 с.
2. Учебно-методическое пособие к практическим занятиям по
нормальной физиологии с основами морфология для студентов
второго высшего и дополнительного образования фармацевтического
факультета / Маркина Л.Д., Маркин В.В. – В-к: Медицина ДВ, 2006. –
120 с.
3. Физиология человека / под ред. В.М. Покровского,
Г.Ф. Коротько. — М.: Медицина, 2001.
4. Физиология человека / под ред. Н.А. Агаджаняна, В.И. Циркина.
- М.: Мед. книга. - Н. Новгород: Изд-во НГМА, 2005. – 526 с.
22
Тема 11. Физиология выделения и терморегуляции
Время: 2 часа.
Учебная цель: понять роль органов выделения в обеспечении
гомеостаза, изучить методы оценки и механизмы регуляции
мочеобразовательной и мочевыделительной функций; изучить
механизмы, обеспечивающие постоянство температуры внутренней
среды организма.
Вопросы для самоподготовки:
1. Выделение как компонент различных функциональных систем
организма. Органы выделения. Гомеостатические функции почек.
2. Механизмы мочеобразования. Клубочковая фильтрация.
Канальцевая реабсорбция и секреция.
3. Выведение мочи. Регуляция мочевыделения и мочеиспускания.
4. Температура тела и изотермия. Функциональная система
поддержания изотермии.
5. Факторы, влияющие на теплообразование и теплоотдачу.
Особенности у спортсменов.
Самостоятельная работа на занятии:
1. Произвести следующие исследования
1. Выявления участия потовых желез в терморегуляции: Смазать
ладонную поверхность руки раствором йода и посыпать крахмалом.
Совершить работу (15-20 приседаний). Наблюдать изменение цвета
ладони.
Ориентировочные
основы
действия:
При
интенсивной
механической работе вследствие усиления обмена веществ
увеличивается теплопродукция. Для поддержания температурного
комфорта включаются процессы теплоотдачи (испарение), что
приводит к цветной реакции йода с крахмалом.
2. Оценка роли кровообращения в поддержании температуры
различных участков тела: Испытуемый кладет руку на стол и держит
ее в спокойном состоянии, не напрягая мышц, Ему на плечо
накладывают манжетку от сфигмоманометра, к концу одного из
пальцев той же руки прикладывают датчик электротермометра и
измеряют исходную температуру пальца. Затем в манжетку
накачивают воздух (до 180-200 мм рт. ст.). В течение 5-10 мин.
регистрируют температуру конца пальца. Затем выпускают воздух из
манжетки, продолжая регистрировать температуру пальца. Отмечают
время восстановления его исходной температуры.
23
Ориентировочные основы действия: На основании результатов
опыта построить график изменения температуры пальца, а также
других участков (кисти, предплечья) в течение опыта (поминутно).
Объяснить механизм снижения температуры в исследованных точках
при сдавливании плеча манжеткой.
Литература:
1. Смирнов В.М., Дубровский В.И. Физиология физического
воспитания и спорта: М.: Изд-во ВЛАДОСТ - ПРЕСС, 2002 - 608 с.
2. Учебно-методическое пособие к практическим занятиям по
нормальной физиологии с основами морфология для студентов
второго высшего и дополнительного образования фармацевтического
факультета / Маркина Л.Д., Маркин В.В. – В-к: Медицина ДВ, 2006. –
120 с.
3. Физиология человека / под ред. В.М. Покровского,
Г.Ф. Коротько. — М.: Медицина, 2001.
4. Физиология человека / под ред. Н.А. Агаджаняна, В.И. Циркина.
- М.: Мед. книга. - Н. Новгород: Изд-во НГМА, 2005. – 526 с.
Тема 12. Физиология сенсорных систем
Время: 4 часа.
Учебная цель: изучить роль анализаторов, сенсорных систем в
обеспечении взаимодействия организма человека с окружающим
миром. Изучить отделы различных сенсорных систем, их структурнофункциональные особенности. Понять роль и функциональные
изменения сенсорных систем при занятиях физкультурой и спортом.
Вопросы для самоподготовки:
1. Отделы зрительного анализатора.
2. Оптическая система глаза, ее значение.
3. Обработка зрительной информации в подкорковых структурах.
Структурная организация зрительной коры.
4. Адаптация зрительного анализатора, ее периферические и
центральные механизмы.
5. Особенности работы зрительного анализатора при занятиях
спортом и их характеристика.
6. Суть управления движениями центральных моторных программ.
7. Понятие об обонятельном и вкусовом анализаторе. Что такое
стратегия и тактика движения?
8. Понятие о механизмах формирования боли.
24
Самостоятельная работа на занятии:
1. Провести следующие исследования:
1. Сферическая аберрация: 1. Закрыв один глаз, приближают к
другому глазу палец или карандаш, чтобы изображение получилось
расплывчатым. 2. Помещают между глазом и рассматриваемым
предметом черную бумагу с маленьким отверстием - d = 0,5-1 мм. 3.
Делают наблюдения и выводы. 4. Глядя на рисунок, убедиться, что
нельзя четко видеть горизонтальные и вертикальные полосы
одновременно.
Ориентировочные основы действия: Сферическая аберрация
состоит в том, что лучи, попавшие на периферические части
хрусталика, преломляются сильнее центральных лучей. Помещение
черной бумаги с отверстием приводит к тому, что устраняются
периферические лучи и изображение становится четким.
2. Реакция зрачка на свет: 1. Исследуемый стоит лицом к свету. 2.
Исследователь замечает ширину его зрачков. 3. Один глаз закрывают
рукой и прослеживают изменение ширины зрачка открытого глаза. 4.
Глаз открывают, прослеживают сужение зрачка. 5. Исследуемому
предлагается сначала смотреть вдаль, затем фиксировать взглядом
какой-нибудь предмет (карандаш, палец), удаленный приблизительно
на 15 см. Происходит конвергенция обоих глаз и аккомодация, при
которой зрачки расширяются (аккомодационная зрачковая реакция).
Ориентировочные основы действия: 1. При закрывании обоих
глаз на 30 сек. зрачки расширяются сильнее, чем при закрывании
одного. 2. Обратить внимание, что расширение зрачка является
важным симптомом ряда патологических состояний: болевого шока,
гипоксии.
3. Определение остроты зрения: 1. Исследуемый усаживается на
расстоянии 5 м от хорошо освещенной таблицы. 2. Один глаз
закрывают экраном. 3. Определяют, какой ряд таблицы он видит ясно.
4. Остроту зрения рассчитывают по формуле: V=d/D.
Ориентировочные основы действия: В таблице Сивцева, по
которой определяют остроту зрения, слева от строк, под буквой «D»,
указано то расстояние, с которого данная буква видна нормальному
глазу под углом зрения в 1', «d» – расстояние от таблицы.
4. Последовательные образы: 1. Пристально смотреть на цветной
фон. 2. Перевести взгляд на белый фон. 3. Исследуемый отмечает
наличие «следа» от предыдущего раздражения на сетчатке в виде
последовательного образа. 4. Проделать то же с таблицами различных
цветов.
25
Ориентировочные основы действия: Смотреть на объект в течение
40 сек. При длительном действии лучей определенной длины волны
в колбочках происходит расщепление светочувствительного вещества.
В результате из белого цвета вычитается тот, который действовал на
глаз до этого. Возникает ощущение дополнительного цвета.
Литература:
1. Смирнов В.М., Дубровский В.И. Физиология физического
воспитания и спорта: М.: Изд-во ВЛАДОСТ - ПРЕСС, 2002 - 608 с.
2. Учебно-методическое пособие к практическим занятиям по
нормальной физиологии с основами морфология для студентов
второго высшего и дополнительного образования фармацевтического
факультета / Маркина Л.Д., Маркин В.В. – В-к: Медицина ДВ, 2006. –
120 с.
3. Физиология человека / под ред. В.М. Покровского,
Г.Ф. Коротько. — М.: Медицина, 2001.
4. Физиология человека / под ред. Н.А. Агаджаняна, В.И. Циркина.
- М.: Мед. книга. - Н. Новгород: Изд-во НГМА, 2005. – 526 с.
Тема 13. Физиология высшей нервной деятельности
Время: 2 часа.
Учебная цель: получить представление о сущности понятий
высшая нервная деятельность, психическая деятельность; их роли в
обеспечении поведения человека. Ознакомиться с типами высшей
нервной деятельности и сигнальными системами восприятия
действительности.
Вопросы для самоподготовки:
1. Врожденные формы поведения, их особенности. Значение и
классификации безусловных рефлексов.
2. Приобретенные
формы
поведения,
их
особенности.
Классификации условных рефлексов.
3. Правила выработки условных рефлексов. Механизмы
замыкания временных связей.
4. Методы изучения условных рефлексов.
5. Явление торможения в высшей нервной деятельности. Виды
торможения. Современное представление о видах торможения.
Самостоятельная работа на занятии:
I. Выработка мигательного условного рефлекса на звонок
26
1. Испытуемый сидит таким образом, чтобы он не видел
раздражителей.
2. Убедиться, что звук звонка не вызывает мигательного
рефлекса, т. е. является индифферентным раздражителем.
3. Выработать условный рефлекс на звонок: включить звонок и
одновременно направить струю воздуха (безусловный раздражитель)
на поверхность наружных оболочек глаза (роговицу, склеру).
Повторить 7-10 раз сочетание раздражителей с интервалом 20-30 сек.
Условный мигательный рефлекс считается выработанным, если звук
звонка (условный раздражитель) вызывает мигательный рефлекс.
II. Исследование внимания
А. Исследование распределения внимания:
Способ 1. Написать числа от 1 до 20, одновременно считая вслух
от 20 до 1.
Способ 2. Считать вслух от 1 до 31, но не называть числа,
включающие 3 или кратные 3. Вместо этих чисел говорить: «не
собьюсь». Хорошее распределение внимания - 0-4 ошибки; среднее —
4-7; ниже среднего - 7-10; плохое — 10-13 ошибок.
Б. Исследование избирательности внимания:
Проба Мюнстенберга. Используются специальные бланки.
Инструкция: «Среди буквенного текста имеются слова. Ваша задача
— как можно быстрее считывая текст, подчеркнуть эти слова.
Пример: рюклбюсрадостьуфркнп» Время работы - 2 мин.
Оценивается количество выделенных слов и количество ошибок
(пропущенные и неправильно выделенные слова).
В. Исследование процесса переключения внимания:
Способ 1. Используются модификации таблиц Шульте: чернокрасные буквенно-цифровые таблицы Ф.Д. Горбова.
Испытуемый выписывает цифры с буквами: черные в
возрастающем порядке, красные — в убывающем порядке. Например:
1е-24е, 2х-23м, Зи-22о и т. д.
III. Выявление соотношения сигнальных систем по методике
Е.А. Климова
Испытуемому одновременно предъявляется 9 различных пар
кружков одинакового размера: в одном случае — со словесными, а в
другом — с цветовыми обозначениями (розовый, синий, красный,
зеленый, желтый и т. д.). Время экспозиции — 30 сек. Испытуемому
предлагается запомнить предъявленные пары раздражителей. После
показа кружков со словесными обозначениями испытуемый должен
записать то, что запомнил. После демонстрации цветных кружков
27
респондент должен расположить их в предъявленном сочетании.
Подсчитывается количество правильно воспроизведенных словесных
и цветовых сочетаний (пар) раздражителей. Показателем
соотношения сигнальных систем служит отношение величин
запомненных цветных и словесных пар (К):
КЦ
КС
где КЦ - количество пар цветных кружков,
КС - количество пар кружков со словесным обозначением цвета.
K=
Преобладание I сигнальной системы имеется в случае, если К
больше 1,05; преобладание II сигнальной системы имеется в случае,
если К меньше 0,95; смешанный тип -если0,95<К< 1,05.
IV. Выявление функциональной асимметрии мозга
Выполните следующие четыре пробы.
1. «Переплетение пальцев». Переплетите пальцы рук. Большой
палец какой руки оказался сверху? (Отметьте для себя буквой «Л» левая рука или «П» — правая рука; то же самое для других заданий.)
2. Проба Розенбаха (определение ведущего глаза). Возьмите лист
бумаги размером 6x10 см, в центре сделайте в нем отверстие 1x1 см.
Держа на расстоянии 30-40 см от глаз, зафиксируйте на расстоянии 23 метров любой предмет через это отверстие двумя глазами. Затем,
оставаясь в том же положении, закрывайте попеременно правый и
левый глаз. Вы увидите предмет только ведущим глазом.
3. «Поза Наполеона». Скрестите руки на груди. Какая рука
оказалась сверху?
4. «Аплодисменты». Изобразите бурные аплодисменты. Ладонь
какой руки оказалась сверху?
В зависимости от получившейся комбинации букв определите
доминирующий тип межполушарной асимметрии.
Литература:
1. Смирнов В.М., Дубровский В.И. Физиология физического
воспитания и спорта: М.: Изд-во ВЛАДОСТ - ПРЕСС, 2002 - 608 с.
2. Учебно-методическое пособие к практическим занятиям по
нормальной физиологии с основами морфология для студентов
второго высшего и дополнительного образования фармацевтического
факультета / Маркина Л.Д., Маркин В.В. – В-к: Медицина ДВ, 2006. –
120 с.
3. Физиология человека / под ред. В.М. Покровского,
Г.Ф. Коротько. — М.: Медицина, 2001.
28
4. Физиология человека / под ред. Н.А. Агаджаняна, В.И. Циркина.
- М.: Мед. книга. - Н. Новгород: Изд-во НГМА, 2005. – 526 с.
Тема 14. Физиологические основы адаптации
Время: 4 часа.
Учебная
цель:
понять
основные
положения
теории
неспецифических адаптационных реакций, общего адаптационного
синдрома, механизмы развития адаптации, биоритмы организма как
фон для адаптационных процессов. Усвоить механизмы адаптации к
разным физическим нагрузкам
Вопросы для самоподготовки:
1. Физиологическая
сущность
феномена
адаптации.
Неспецифическая и специфическая адаптация.
2. Реакция стресса (Г. Селье). Дистресс и эустресс. Стрессоры.
3. Понятие об адаптационных реакциях тренировки, активации и
переактивации. Уровни реактивности организма.
4. Динамика развития адаптационных реакций.
5. Срочная и долговременная адаптация организма. Фазы
адаптации.
6. Норма адаптивной реакции и цена адаптации. Сложные и
перекрестные адаптации.
7. Специфические механизмы адаптации (адаптация к низкой и
высокой температуре, режиму двигательной активности, гипоксии).
8. Критерии адаптации к физическим нагрузкам.
Вопросы для самоконтроля:
1. Что понимают под реакцией стресса?
2. При каких условиях возникает реакция стресса?
3. При каких условиях возникают реакции тренировки,
спокойной и повышенной активации?
4. Какие системы организма участвуют в неспецифической
адаптации?
5. В чем проявляется специфическая адаптация организма?
6. Какие компоненты формируют стресс-реализующую систему?
7. Какие гормоны являются главными гормонами адаптации?
8. Чем проявляются побочные эффекты глюкокортикоидов?
9. Каковы критерии адаптации?
10. Какие компоненты включает стресс-лимитирующая система?
29
Самостоятельная работа на занятии:
I. Определение биологического возраста:
1. Измерить массу тела (МТ) в кг.
2. Измерить артериальное давление с помощью аппарата
Короткова. Рассчитать пульсовое давление (АДП=АДС-АДД, где
АДС – систолическое, АДД – диастолическое артериальное давление)
3. Провести пробу Штанге: Сделать глубокий вдох и задержать
дыхание. Повторить процедуру 3 раза с интервалом 5 мин. Учесть
лучший результат задержки дыхания (ЗДВ).
Ориентировочные основы действия: У взрослых людей не
занимающихся спортом в норме результаты пробы составляют 40-60
сек. (35-49 сек - удовлетворительно, 50-60 сек – хороший результат).
У тренированных спортсменов показатель пробы составляет 30-120
сек.
4. Исследовать статическую балансировку (СБ, сек.): СБ
определяется при стоянии на левой ноге, без обуви. Глаза закрыты,
руки опущены вдоль туловища. СБ проводить без предварительной
подготовки. Учитывается лучший результат из 3 попыток,
проводимых с интервалом 1-2 мин
Формулы для расчета Б В:
Мужчины:
ФБВ=26,985 + 0,215 х АДС - 0,149 х ЗДВ + 0,723 х СОЗ- 0,151 х СБ.
Женщины:
ФБВ = -1,463 + 0,415 х АДП + 0,248 х МТ + 0,694 х СОЗ - 0,14 х СБ.
Формулы для расчета должного БВ (ДБВ)
Мужчины: ДБВ = 0,629 х KB + 18,56
Женщины: ДБВ = 0,581 х KB + 17,24
KB — календарный возраст в годах;
МТ – масса тела;
АДП – разница между систолическим и диастолическим АД;
ЗДВ – задержка дыхания в сек.;
СБ – статистическая балансировка в сек.;
СОЗ – индекс самооценки здоровья.
Если ФБВ - ДБВ = 0, то степень постарения соответствует
статистическим нормативам; если ФБВ - ДБВ больше 0, то степень
постарения большая и следует обратить внимание на образ жизни и
пройти дополнительные обследования; если ФБВ - ДБВ меньше 0, то
степень постарения малая. Вычислив индекс ФБВ/ДБВ, можно
определить, во сколько раз ваш ФБВ больше или меньше, чем
средний ФБВ ваших сверстников. Если степень вашего постарения
30
меньше, чем средняя степень постарения лиц вашего возраста, то
ФБВ/ДБВ,< 1.
Литература:
1. Маркина Л.Д. Определение биологического возраста методом
В.П. Войтенко. – Владивосток, 2003. – 31 с.
2. Учебно-методическое пособие к практическим занятиям по
нормальной физиологии с основами морфология для студентов
второго высшего и дополнительного образования фармацевтического
факультета / Маркина Л.Д., Маркин В.В. – В-к: Медицина ДВ, 2006. –
120 с.
3. Физиология физического воспитания и спорта: Учеб. для студ.
сред. и высш. учебных заведений. – М.: Изд-во ВЛАДОС-ПРЕСС, 2002. – 608 с.
4. Физиология человека / под ред. Н.А. Агаджаняна, В.И. Циркина.
- М.: Мед. книга. - Н. Новгород: Изд-во НГМА, 2005. – 526 с.
Тема 15. Итоговое занятие по физиологии
Время: 4 часа.
Учебная цель: обобщить и систематизировать знания по
основным
процессам
и
механизмам
функционирования
физиологических систем организма и особенностям их адаптации к
физическим нагрузкам.
Литература:
1. Смирнов В.М., Дубровский В.И. Физиология физического
воспитания и спорта: М.: Изд-во ВЛАДОСТ - ПРЕСС, 2002 - 608 с.
2. Учебно-методическое пособие к практическим занятиям по
нормальной физиологии с основами морфология для студентов
второго высшего и дополнительного образования фармацевтического
факультета / Маркина Л.Д., Маркин В.В. – В-к: Медицина ДВ, 2006. –
120 с.
3. Физиология человека / под ред. В.М. Покровского,
Г.Ф. Коротько. — М.: Медицина, 2001.
4. Физиология человека / под ред. Н.А. Агаджаняна, В.И. Циркина.
- М.: Мед. книга. - Н. Новгород: Изд-во НГМА, 2005. – 526 с.
31
II. Примеры тестового контроля
I.
1. Оптимальным фазовым состоянием липидов мембран,
необходимым для поддержания физиологического режима
адаптации клеток является:
1) жидкое;
2) твердое;
3) жидкокристаллическое;
4) наличие кластеров определенных фосфолипидов.
2. Наука физиология изучает:
1) жизнедеятельность больного человека;
2) жизнедеятельность здорового человека.
II.
1. Что понимается под термином «деполяризация мембраны»?
1) движение ионов Na+ внутрь клетки;
2) движение ионов К+ внутрь клетки;
3) отражает процесс возбуждения;
4) отражает процесс торможения.
2. Что отражает увеличение порога раздражения?
1) увеличение возбудимости;
2) снижение возбудимости;
3) увеличение времени раздражения;
4) увеличение силы действующего раздражителя.
3. Что произойдет в потенциале покоя возбудимой клетки при
повышении концентрации калия во внеклеточной среде?
1) деполяризация;
2) гиперполяризация.
4. Что возникает в постсинаптической мембране нейрона (в
химическом синапсе) при действии на нее деполяризирующего
тока?
1) потенциал действия;
2) возбуждающий постсинаптический потенциал;
3) тормозной постсинаптический потенциал;
4) пассивная деполяризация.
32
III.
1. Особенности проведения возбуждения в химических
синапсах ЦНС:
1) одностороннее проведение возбуждения;
2) двустороннее проведение возбуждения;
3) синаптическая задержка;
4) проведение без задержки;
5) формирование как возбуждающего, так и тормозного
потенциала на постсинаптической мембране;
6) формирование только возбуждающего потенциала.
2. Что определяет скорость проведения возбуждения по
нервному волокну?
1) его исходное состояние;
2) поперечное сечение;
3) длина волокна.
3. Какой медиатор выделяют преганглионарные волокна
симпатического и парасимпатического отделов нервной системы?
1) норадренолин;
2) серотонин;
3) ацетилхолин;
4) ГАМК;
5) дофамин.
4. Медиатором постганглионарных волокон симпатического
отдела вегетативной нервной системы являются:
1) ацетилхолин;
2) норадреналин;
3) дофамин;
4) серотонин;
5) АТФ.
5. Избыток нейромедиатора из синаптической щели удаляется:
1) путем расщепления;
2) химической модификацией;
3) окислением;
4) путем повторного использования;
5) всё вышеперечисленное верно.
IV.
1. Что понимается под нейро-моторной единицей?
1) одна миофибрилла, иннервируемая одним нейроном;
2) один нейрон с иннервируемыми миофибриллами;
3) нейроны, иннервирующие целую мышцу.
33
2. Назовите тип сокращения мышцы, при котором ее волокна
укорачиваются, а напряжение остается постоянным.
1) асинхронное;
2) изометрическое;
3) изотоническое.
3. Какие ионы необходимы для сокращения мышц?
1) Са2+;
2) Сl-;
3) Nа+; К-.
4. Какие эфферентные пути обеспечивают произвольную
регуляцию движений?
1) экстероцептивные пути;
2) пирамидный путь (кортикоспинальный);
3) проприоцептивные пути;
4) экстрапирамидные пути.
5. Анаэробный гликолиз как источник энергии для
работающей мышцы подключается на 30-40 сек. Он расходует
большое количество следующего субстрата:
1) жирных кислот;
2) глюкозы;
3) аминокислот;
4) кетоновых тел.
6. Релаксация мышц (возврат системы сокращения в исходное
состояние) обеспечивается:
1) необходимым количеством АТФ;
2) уменьшением концентрации ионов кальция в саркоплазме;
3) увеличением содержания гликогена в мышцах;
4) мобилизацией жирных кислот на окисление.
7. Утомление мышц связано с:
1) отсутствием АТФ;
2) накоплением молочной кислоты;
3) накоплением жирных кислот;
4) увеличением запасов гликогена;
5) увеличением продукции кетоновых тел.
8. В первые 2-3 сек. работы мышц в качестве источника
энергии используется:
1) аэробное окисление глюкозы;
2) окисление жирных кислот;
3) расщепление имеющихся запасов АТФ и креатинфосфата;
4) окисление кетоновых тел.
34
V.
1. Какой принцип координационной деятельности ЦНС играет
решающую роль в обеспечении саморегуляции функций?
1) принцип конвергенции;
2) принцип обратной связи;
3) принцип субординации;
4) принцип дивергенции.
2. Какой отдел вегетативной нервной системы активируется
при изменении условий окружающей среды?
1) симпатический отдел;
2) парасимпатический отдел;
3) метасимпатический отдел;
4) центральный отдел;
5) периферический отдел.
3. При поражении передних рогов спинного мозга будет
наблюдаться:
1) утрата произвольных движений при сохранении рефлексов;
2) полная утрата движений и мышечного тонуса;
3) полная утрата движений и повышение мышечного тонуса;
4) полная утрата чувствительности при сохранении рефлексов;
5) полная утрата чувствительности и движений.
4. Перечислите структурные компоненты вегетативной
нервной системы:
1) центральные нейроны;
2) преганглионарные волокна;
3) постганглионарные волокна;
4) системные мышцы.
5. Метасимпатическая нервная система участвует в
иннервации:
1) скелетных мышц;
2) кишечника;
3) сердца.
VI.
1. Какой из перечисленных гормонов будет выделяться в
увеличенных количествах и ответ на потребление большого
количества соли?
1) альдостерон;
2) АДГ (антидиуретический гормон);
3) АКТГ (адренокортикотропный гормон);
4) окситоцин.
35
2. Перечислите гуморальные факторы, повышающие тонус
сосудов:
1) адреналин;
2) норадреналин;
3) ацетилхолин;
4) гистамин;
5) аденозин;
6) ангиотензин-2;
7) брадикинин;
8) вазопрессин.
3. Какие расстройства могут наблюдаться у больных с
поражениями в области гипоталамуса?
1) неустойчивая поза;
2) резко повышенный аппетит;
3) нарушение речи;
4) сердцебиения, повышение артериального давления;
5) гиперкинезы.
4.
У
спортсмена
двусторонняя
гиперплазия
коры
надпочечников. Наряду с другими обследованиями Вы будете
проводить обследование головного мозга. Какая область Вас
будет особенно интересовать?
1) ствол мозга;
2) мозжечок;
3) височная кора;
4) гипофиз;
5) эпифиз.
5. Глюкокортикоиды вызывают:
1) усиление глюконеогенеза;
2) подавление воспалительной реакции;
3) катаболизм белков в мышцах;
4) торможение образования антител;
5) все перечисленное верно.
6. Инсулин действует на утилизацию глюкозы клетками через:
1) повышение проницаемости клеточных мембран;
2) действие на генетический аппарат клеток;
3) ц-АМФ;
4) ЦНС;
5) все перечисленное верно.
36
VII.
1. Назовите все буферные системы крови.
1) карбонатная, фосфатная;
2) гемоглобиновая, белковая;
3) гемоглобиновая, карбонатная, фосфатная, белковая.
2. Функции В-лимфоцитов:
1) гуморальные формы иммунного ответа;
2) отвечают за развитие клеточных иммунологических реакций в
виде гиперчувствительности замедленного типа;
3) участие в неспецифическом иммунитете.
3. Следствием нарушения первичной структуры гемоглобина
являются следующие заболевания:
1) атеросклероз;
2) анемия;
3) сахарный диабет;
4) гепатит;
5) гемолитическая желтуха.
4. Насыщение гемоглобина кислородом зависит от:
1) количества лактата в крови;
2) количества мочевины в крови;
3) парциального давления кислорода;
4) рН крови;
5) потребности в кислороде.
5. Трансферрин выполняет функцию:
1) депонирования железа;
2) внутриклеточного транспорта железа;
3) транспорта железа в крови;
4) всасывания железа в ЖКТ.
VIII.
1. Каким этапам возбуждения сердца соответствует на ЭКГ
зубец Р?
1) реполяризации предсердий;
2)
плато-реполяризации
большинства
клеток
миокарда
желудочков;
3) распространению возбуждения по предсердиям;
4) быстрой реполяризации желудочков.
2. В каком режиме сокращается сердечная мышца?
1) суммированного сокращения - гладкий тетанус;
2) суммированного сокращения - зубчатый тетанус;
3) одиночного мышечного сокращения.
37
3. Какие факторы из перечисленных обычно приводят к
снижению системного систолического артериального давления у
здорового человека?
1) физическая нагрузка;
2) переход из горизонтального положения в вертикальное;
3) стенические эмоции;
4) фаза медленного сна.
4. Какой метод измерения артериального давления
(систолического и диастолического) широко применяется в
клинической практике?
1) прямой метод;
2) метод Рива-Роччи;
3) метод Короткова;
4) осциллографический метод.
5. О каких показателях деятельности сердца можно судить по
ЭКГ?
1) сила сокращений желудочков;
2) сила сокращений предсердий;
3) частота сердечных сокращений;
4) локализация ведущего пейсмекера;
5) скорость проведения в атриовентрикулярном узле.
6. Что такое абсолютная рефрактерность миокарда?
1) его слабая возбудимость;
2) абсолютная невозбудимость;
3) состояние миокарда в диастоле:
4) общая пауза сердца.
7. Какие изменения будут на ЭКГ при повышении тонуса
блуждающих нервов?
1) снижение амплитуды зубцов;
2) уширение комплекса QRS;
3) удлинение интервала P-Q;
4) уширение зубца Р;
5) увеличение амплитуды зубцов.
8. Какие факторы могут привести к понижению тонуса
сосудов?
1) повышение активности симпатической нервной системы;
2) активация ренин-, ангеотензиновой системы;
3) повышение в крови концентрации вазопрессина;
4) понижение активации симпатических нервных волокон;
5) активация кинин-простагландиновой системы;
6) усиление активности холинергических нервных волокон.
38
9. О каких свойствах сердечной мышцы можно судить,
анализируя на ЭКГ длительность интервала PQ?
1) о возбудимости;
2) об автоматии;
3) о сократимости;
4) о проводимости;
5) о тонусе.
10. Какие компоненты ЭКГ отражают фазу деполяризации при
возбуждении желудочков сердца?
1) зубец Р;
2) интервал PQ;
3) зубец Т;
4) интервал ТQ;
5) комплекс QRS;
6) сегмент PQ.
IX.
1. Что такое «внешнее дыхание»?
1) это обмен газами между организмом и внешней средой;
2) это совокупность процессов, обеспечивающих газообмен между
альвеолами и кровью;
3) это один из компонентов дыхания, в результате которого воздух
поступает в альвеолы и наоборот.
2. Укажите мышцы, обеспечивающие вдох:
1) мышцы шеи;
2) мышцы верхнего плечевого пояса;
3) внутренние межреберные мышцы;
4) диафрагма;
5) наружные межреберные мышцы;
6) мышцы живота.
3. Какие из перечисленных легочных объемов и емкостей
можно измерить методом спирометрии?
1) резервный объем вдоха;
2) резервный объем выдоха;
3) дыхательный объем;
4) остаточный объем;
5) жизненную емкость легких.
4. В плевральной полости - воздух, грудные мышцы
сокращаются. Будет ли совершаться газообмен в легких?
1) да;
2) нет.
39
5. Какие из перечисленных легочных объемов и емкостей
можно измерить методом пикфлуометрии?
1) резервный объем вдоха;
2) резервный объем выдоха;
3) дыхательный объем;
4) пиковую скорость выдоха;
5) жизненную емкость легких;
6) пиковую скорость вдоха.
X.
1. Какие пищеварительные соки имеют наибольшее значение
в переваривании жиров?
1) желудочный сок;
2) слюна;
3) панкреатический сок;
4) кишечный сок;
5) желчь;
6) дуоденальный сок;
7) сок толстой кишки.
2. Какие ферменты осуществляют гидролиз белков до
аминокислот?
1) амилаза;
2) липаза;
3) пепсин;
4) трипсин;
5) мальтаза;
6) хемотрипсин;
7) дипептидазы;
8) ренин.
3. Какие из перечисленных показателей Вы будете измерять
для определения основного обмена?
1) поглощение О2 ;
2) выделение С02;
3) калорийность потребленной пищи;
4) усвояемость потребленной пищи;
5) физиологическую теплоту сгорания белков, жиров и углеводов.
4. Аминокислоты выполняют все функции, кроме:
1) пластической;
2) дезинтоксикационной;
3) энергетической;
4) медиаторной;
40
5) сохранение и передача наследственной информации.
5. Гипоэнергетические состояния в организме развиваются
при:
1) гипоксии;
2) голодании;
3) авитаминозах B1, B2, РР;
4) разобщении дыхания и окислительного фосфорилирования;
5) все перечисленное верно.
6. Основным субстратом энергетического обмена в печени
является:
1) глюкоза
2) глицерин;
3) жирные кислоты;
4) аминокислоты.
7. Основным органом, выполняющим глюкостатическую
функцию (участвующим в гомеостазе глюкозы), является:
1) кишечник;
2) печень;
3) мозг;
4) скелетные мышцы;
5) надпочечники.
8. Незаменимыми аминокислотами являются:
1) лизин, триптофан, фенилаланин;
2) аспарагиновая кислота, аланин;
3) серии, глицин, гистидин;
4) глутаминовая кислота, глутамин;
5) пролин, оксипролин.
9. При умеренной и длительной физической нагрузке
холестерин в крови:
1) увеличивается;
2) снижается;
3) остается без изменения;
4) мобилизация холестерина превалирует над утилизацией.
10. Основным органом синтеза белков плазмы крови
является:
1) ЖКТ;
2) красный костный мозг;
3) поджелудочная железа;
4) селезенка;
5) печень.
41
XI.
1. Какой отдел нефрона участвует в фильтрации?
1) дистальный каналец;
2) проксимальный каналец;
3) восходящий отдел петли Генле;
4) почечное тельце (клубочек).
2.
Какие
процессы
обеспечивают
физическую
терморегуляцию?
1) окисление веществ;
2) теплопродукция;
3) теплопроведение;
4) гидролиз веществ;
5) теплоизлучение;
6) конвекция;
7)испарение.
3. Под влиянием альдостерона происходит:
1) увеличение реабсорбции воды в почках
2) увеличение реабсорбции Na+
3) увеличение скорости выведения воды почками
4) увеличение выведения К+.
4. Холестерин выводится из организма в виде:
1) желчных пигментов;
2) желчных кислот;
3) ЛПНП;
4) ЛПВП;
5) все перечисленное верно.
5. Длительная
физическая
нагрузка сопровождается
увеличением в моче:
1) глюкозы;
2) кетоновых тел;
3) лейкоцитов;
4) креатина;
5) эритроцитов.
6. Уменьшение фильтрационной способности и числа
функционирующих клубочков в почках можно обнаружить по:
1) увеличению концентрации креатинина в крови;
2) снижению концентрации креатинина в крови;
3) снижению выделения креатинина с мочой;
4) увеличению выделения креатинина с мочой.
42
XII.
1. Назовите отделы анализатора:
1) периферический;
2) проводниковый;
3) вставочный;
4) центральный;
5) эфферентный.
2. У больного нарушены механизмы фоторецепции палочек.
Что при этом наблюдается?
1) нарушение восприятие красного цвета;
2) нарушение восприятия синего цвета;
3) нарушение восприятия зеленого цвета;
4) нарушение сумеречного зрения.
3. Где находится корковый отдел слухового анализатора?
1) лобная доля;
2) височная доля коры;
3) задняя центральная извилина;
4) затылочная часть коры.
4. Какие центры являются общим конечным путем
пирамидной и экстрапирамидной системы?
1) мозжечок;
2) двигательные ядра продолговатого мозга;
3) двигательные ядра среднего мозга;
4) мотонейроны спинного мозга.
5. Если воздушная звуковая проводимость нарушена, а
костная – нет, то поражение может локализоваться в:
1) среднем ухе;
2) улитке;
3) преддверии;
4) слуховых нервах;
5) височной доле коры.
XIII.
1. Какие особенности присущи условным рефлексам?
1) наследуемость;
2) сигнальный характер;
3) отсутствие постоянной рефлекторной дуги;
4) индивидуальность;
5) локализация центров в высших отделах ЦНС.
2. Каковы правила (условия) выработки условных рефлексов?
43
1) достаточная возбудимость нервных центров, к которым
адресованы раздражители;
2) отсутствие посторонних раздражителей;
3) условный раздражитель должен следовать за безусловным;
4) биологическая сила условного раздражителя должна быть
меньше силы условного раздражителя;
5) наличие раздражителей, не связанных с системой данного
условного раздражителя;
6) многократное сочетание условного и безусловного
раздражителей;
7) минимальный интервал между условным и безусловным
раздражителями составляет 0,1 сек, а максимальный - 2 сек.
3. Какие виды условного торможения Вам известны?
1) запредельное;
2) безусловное;
3) запаздывательное;
4) Сеченовское;
5) дифференцировочное;
6) угасательное;
7) условный тормоз.
4. Какая форма возбуждения характеризует доминанту?
1) местное возбуждение;
2) электротонический потенциал;
3) распространяющееся возбуждение;
4) следовой потенциал.
5. Какие особенности не присущи безусловным рефлексам?
1) индивидуальность;
2) локализация центров в лобных отделах ЦНС;
3) непрочность, способность угасать;
4) фиксированная рефлекторная дуга;
5) наследуемость.
6. Какую типологическую характеристику дал И.П. Павлов
темпераменту сангвиника?
1) сильный, неуравновешенный, подвижный;
2) сильный, уравновешенный, подвижный;
3) сильный, уравновешенный, инертный;
4) слабый.
7. Какую типологическую характеристику дал И.П. Павлов
темпераменту меланхолика?
1) сильный, уравновешенный, подвижный;
2) сильный, неуравновешенный, подвижный;
44
3) сильный, уравновешенный, инертный;
4) слабый.
XIV.
1. В чем проявляется адаптация человека и гомойотермных
животных к понижению температуры внешней среды?
1) усиление теплопродукции;
2) уменьшение окислительных процессов;
3) увеличение теплоотдачи;
4) уменьшение теплоотдачи;
5) расширение кожных сосудов;
6) мышечная дрожь;
7) сужение кожных сосудов;
8) пилороспазм.
2. В условиях дефицита глюкозы в питании и недостаточности
ее депо в организме (например, при стрессе) физиологический
уровень глюкозы поддерживается за счет:
1) гликолиза;
2) гликогеногенеза;
3) гликогенеза;
4) глюконеогенеза.
3.
Гомеостаз
глюкозы
при
длительном
голодании
обеспечивается:
1) усилением глигогенолиза;
2) активацией пентозофосфатного цикла;
3) активацией глюконеогенеза;
4) гликолизом;
5) протеолизом.
4. О тканевой гипоксии свидетельствует:
1) гипоальбуминемия;
2) гипергликемия;
3) увеличение в сыворотке лактата;
4) увеличение активности АлАт и АсАТ;
5) кетонемия.
45
III. Примеры ситуационных задач
I. Физиология возбудимых систем и мышечного сокращения.
1. У человека через кожу раздражают мышцу при помощи
электродов, на которые подается электрический ток. Какие из реакций
возможны: а) ощущение раздражения кожи без сокращения мышцы;
б) сокращение мышцы без ощущения раздражения кожи; в) ощущение
раздражения кожи и сокращение мышцы?
2. Возбудимость нервных волокон выше, чем мышечных. В чем
причина?
3. Как
измерить
продолжительность
фазы
абсолютной
рефрактерности в нерве или мышце?
4. На мышцу наносили частые раздражения, что привело к
возникновению гладкого тетануса. Как установить, отвечает ли
мышца на каждое раздражение или нет?
5. На мышцу наносят одинаковые электрические раздражения и
регистрируют величину сокращения. Затем наносят по два
раздражения подряд. Повторяют такое двойное раздражение
несколько раз и при этом изменяют в каждой паре интервал между
раздражениями. В каждом случае величины первого сокращения во
всех парах оказываются одинаковыми, а величины второго —
разными. Почему?
6. Как определить изменения возбудимости изолированной
мышцы в ходе ее утомления, которое вызывают повторными ударами
электрического тока?
7. После воздействия на мышцу токсического вещества ее
возбудимость стала прогрессивно снижаться. Как это удалось
установить?
8. Почему гиперполяризация мембраны приводит к снижению
возбудимости клетки?
9. На нервно-мышечном препарате ставят 2 опыта. В каждом из
них на нерв поочередно наносят 2 раздражения разной силы и
регистрируют величину возникающего при этом потенциала и
сокращение мышцы. В 1-м опыте величина потенциала при действии
более слабого раздражителя была меньше, а при действии более
сильного — больше. Однако мышца ни разу не сократилась. Во 2-м
опыте величина потенциала была одинаковой в каждом случае, но
мышца оба раза сократилась. Объясните результат опытов.
46
10. Скорость проведения возбуждения в мякотных волокнах
пропорциональна диаметру волокна, а в безмякотных – квадратному
корню из диаметра. Чем объясняется наличие такой зависимости и ее
различие для указанных двух групп волокон, т. е. меньшая
выраженность зависимости для безмякотных волокон?
11. Мышцу нервно-мышечного препарата подвергают непрямому
раздражению. Через некоторое время амплитуда сокращений
начинает уменьшаться. Означает ли это, что в мышце наступило
утомление? Как поставить проверочный опыт?
12. Почему быстрые мышцы при сокращении потребляют в
единицу времени больше энергии АТФ, чем медленные?
13. Мышца состоит из волокон, волокна из миофибрилл, а
последние из миофиламентов. Какие из перечисленных структур
укорачиваются во время сокращения?
14. В мышечных волокнах имеется система поперечных трубочек,
а в нервных она отсутствует. В чем заключается физиологический
смысл этого различия?
15. На изолированной скелетной мышце поставили 3 опыта.
Сначала мышцу раздражали в обычном состоянии, затем
предварительно растянули (в небольшой степени) и раздражали током
той же силы и, наконец, предварительно подвергли значительному
растяжению и снова раздражали тем же током. Как различалась сила
сокращений мышцы в этих 3-х опытах? В чем причина этих различий?
16. Возможно ли, чтобы при рабочей гипертрофии мышцы ее
абсолютная сила не увеличилась? Объясните ответ.
17. Концентрацию ионов натрия внутри нервной клетки повысили.
Как это повлияет на возникновение ПД?
18. Известно, что возбуждение нерва или мышцы можно вызвать,
применяя различные раздражители – электрические, химические,
механические и т. д. Чем объяснить, что раздражители разной
природы вызывают один и тот же эффект – возбуждение?
II. Физиология нервной системы
1. В ответ на одиночный раздражающий стимул мышца отвечает
одиночным сокращением. Но если нанести такое же раздражение на
афферентный нерв, то возникающее рефлекторное сокращение
мышцы оказывается тетаническим. Почему?
2. Два студента решили экспериментально доказать, что тонус
скелетных мышц поддерживается рефлекторно. Двух спинальных
лягушек подвесили на крючке. Нижние лапки у них были слегка
поджаты, что свидетельствовало о наличии тонуса. Затем первый
47
студент перерезал передние корешки спинного мозга, а второй задние.
После каждой из перерезок у обеих лягушек лапки повисли как плети.
Какой из студентов правильно поставил опыт?
3. Почему при утомлении человека у него сначала нарушается
точность движений, а потом сила мышечных сокращений?
4. Известный физиолог академик А.А. Ухтомский писал в одной
из работ: «Возбуждение — это дикий камень, ожидающий
скульптора». Как называется скульптор, шлифующий процесс
возбуждения?
5. При пресинаптическом торможении в тормозном синапсе
возникает деполяризация мембраны, а при постсинаптическом гиперполяризация. Почему эти противоположные реакции дают один
и тот же тормозной эффект?
6. При вставании человека на него начинает действовать сила
тяжести. Почему при этом ноги не подгибаются?
7. При растяжении мышцы рефлексы с рецепторов мышечных
веретен способствуют ее возврату в исходное состояние. Как
происходит сокращение мышцы, если при этом ее длина
уменьшается?
8. От конькобежца при беге на повороте дорожки стадиона
требуется особо четкая работа ног. Имеет ли значение, в каком
положении находится голова спортсмена?
9. Морская болезнь возникает при раздражении вестибулярного
аппарата. Вестибулярные ядра влияют на перераспределение
мышечного тонуса. Морская же болезнь имеет другие симптомы
(тошнота, головокружение и др.). Чем они обусловлены?
10. Раздражают с одинаковой частотой два нерва – большого и
малого диаметра. Оба нерва находятся в бескислородной среде. Какой
из нервов раньше перестанет генерировать ПД при условии, что
раздражение будет длительным?
11. При перерезке двигательного нерва мышца, которую он
иннервировал, атрофируется. Чем можно объяснить это?
12. Что произойдет с нервной клеткой, если ее обработать
цианидами?
III. Физиология крови
1. В одном из наиболее загрязненных и загазованных районов
города в атмосферном воздухе обнаружено высокое содержание
угарного газа, превышающее в несколько раз предельно допустимые
нормы. Как это отразится на здоровье жителей данного района?
Объясните возможный механизм нарушения функций организма.
48
2. Объясните физиологический смысл увеличения активности
прокоагулянтов при физической работе.
3. Объясните механизм увеличения кислородной емкости U крови
после спортивной тренировки.
4. Если человек натренирован к выполнению значительной
мышечной работы, то каких изменений щелочного резерва крови
следует у него ожидать?
5. Некоторые животные постоянно совершают очень большую
мышечную работу. Например, крот в ходе рытья может выбросить
количество земли, в 20 раз превышающее его собственный вес. Какие
особенности содержания гемоглобина у кротов по сравнению с
другими животными имеют место?
IV. Физиология сердечно-сосудистой системы
1. В чем причина дыхательной аритмии сокращений сердца,
заключающейся в том, что на вдохе ЧСС учащается, а на выдохе урежается?
2. После физической нагрузки у 2 спортсменов отмечалось
повышение АД. У одного из них давление вернулось к норме через 2
мин., у другого - через 15 мин. Объясните механизм повышения и
стабилизации АД после нагрузки. Оцените состояние здоровья
первого и второго спортсмена по данным показателям.
3. Перед сдачей крови АД у донора - 120/80. После сдачи 500 мл
крови АД снизилось до 100/60 мм рт. ст. Однако через некоторое
время оно восстановилось. Объясните механизм нормализации АД
при кровопотере.
4. У больного начался приступ тахикардии. Под рукой нет никаких
необходимых лекарств. Как можно попытаться прекратить приступ?
5. Если у животного перерезать сердечные ветви блуждающего
нерва, работа сердца усилится. Если перерезать симпатические нервы,
работа сердца ослабеет. А если перерезать и те и другие, что
произойдет?
V. Физиология дыхания
1. У двух спортсменов одинакового возраста и телосложения
после забега на дистанцию 5000 м зарегистрировали ряд показателей
внешнего дыхания. У первого – частота дыхания составила 40 в мин.,
дыхательный объем – 500 мл. Коэффициент легочной вентиляции –
1/7. У второго – частота дыхания 27 в мин., дыхательный объем –
1200 мл, а коэффициент легочной вентиляции – 1/5. Оцените
49
интенсивность и эффективность дыхания у каждого спортсмена. Кто
из них более тренирован?
2. После выполнения работы на глубине моря 200 м в связи с
угрозой гипоксии подъем водолаза был ускоренным. Какие явления
могут развиться при этом в организме? Объясните механизм их
возникновения. Как их предупредить?
3. При полете на самолете на высоте 6000 м, где атмосферное
давление 355 мм рт. ст., внезапно произошла разгерметизация
пассажирского салона. Объясните механизм явлений, развивающихся
в организме человека в данных условиях.
4. Человеку необходимо пройти по дну водоема. В такой ситуации,
если отсутствуют специальные приспособления, дышат через трубку,
конец которой выходит из воды. Имеются три трубки, каждая длиной
в 1 метр, а внутренний диаметр отличается и составляет
соответственно 68 мм, 30 мм и 5 мм. Какую трубку необходимо
использовать и почему?
5. Чемпионы по нырянию погружаются на глубину до 100 м без
акваланга и возвращаются на поверхность за 4-5 мин. Почему у них не
возникает кессонная болезнь, как у водолазов, если привести их
подъем за то же время?
6. Даже очень тренированный человек не может пробыть под
водой больше 5-6 минут. Углекислый газ, накапливающийся в
избытке в связи с задержкой дыхания, раздражает дыхательный центр
и, в конце концов, происходит вдох. В таком случае как же некоторые
ныряющие животные могут оставаться под водой достаточно долго,
иногда до часа (киты) и при этом не дышать?
7. У мужчин преобладает брюшной тип дыхания, а у женщин —
грудной. Чем можно объяснить это различие?
VI. Физиология системы пищеварения и обмена веществ
1. После длительной и интенсивной тренировки спортсмен
отказался от еды, объяснив это отсутствием аппетита. Какие
физиологические механизмы определяют это состояние?
2. К врачу-диетологу профилактория обратились двое рабочих:
один – с повышенной кислотностью желудочного сока, другой – с
пониженной. В распоряжении столовой следующие продукты:
говядина, свинина, овощи (свежая капуста, морковь, картофель),
сметана, овощной сок. Какие блюда можно порекомендовать для
первого и второго рабочего?
3. На берегу реки сидят неподвижно рыболовы. Невдалеке
прогуливаются дачники. Вокруг летают комары, которые почти не
50
трогают рыболовов, но с удовольствием набрасываются на дачников.
Чем вы можете объяснить такое предпочтение?
VII. Физиология терморегуляции, выделения и эндокринной
системы
1. Температура воздуха +38°С. Раздетый человек испытывает
следующие способы борьбы с перегреванием: а) лежит, свернувшись
«калачиком»; б) находится в воде той же температуры; в)
заворачивается в мокрую простыню; г) стоит. Расположите эти
способы в порядке снижения эффективности.
2. Почему человек, находящийся на морозе в состоянии
алкогольного опьянения, особенно подвержен угрозе замерзания?
3. Людям, пострадавшим при Чернобыльской аварии, в качестве
профилактической меры вводили препараты йода. С какой целью это
делали?
4. При растяжении предсердий избытком притекающей крови в
них образуется натрийуретический гормон. В чем физиологический
смысл этой реакции? Исходя из механизма действия этого гормона –
является ли этот фактор быстро или медленно действующим?
VIII. Физиология сенсорных систем
1. Почему под водой значительно труднее, чем в воздушной среде,
определить, откуда исходит звук?
2. При надавливании в течение 10-30 сек. указательным и
большим пальцами одной руки на глазные яблоки (глазо-сердечный
рефлекс) при открытых глазах испытуемый отметил удвоение
предметов. О чем это свидетельствует?
3. Если крыс приучают находить дорогу в лабиринте с
многочисленными поворотами, то даже после выключения зрения
животные продолжают правильно проходить все повороты. Какую
дополнительную операцию (одну из двух возможных) нужно сделать,
чтобы крыса перестала ориентироваться в лабиринте?
4. Человек начинает работать в помещении с неприятным запахом.
Однако через некоторое время он перестает ощущать этот запах.
Почему?
IХ. Физиология высшей нервной деятельности
1. Два юноши-земляка приехали в другой город и поступили в
институт. Первый быстро освоился, второй — загрустил, стал плохо
спать, неохотно принимался за подготовку к занятиям. Чем объяснить
разную реакцию студентов в одной и той же ситуации?
51
2. Дайте объяснение известным фактам: а) на войне во время
грохота артподготовки солдаты спокойно спят, а после ее
прекращения, при наступлении тишины – пробуждаются; б) у
победителей раны заживают лучше, чем у побежденных.
3. В любом виде спортивных эстафет спортсмен имеет право
начать прохождение своего этапа только после того, как участник
предыдущего этапа передаст ему эстафету. Иногда пловец, стоящий
на стартовой тумбочке, не выдерживает и прыгает в воду до того, как
его товарищ по команде успел коснуться стенки бассейна. Какой вид
условного торможения ослаблен у такого пловца?
4. В естественных условиях рефлекс возникает при раздражении
рецепторов. Можно ли в эксперименте вызвать рефлекторную
реакцию без участия рецепторов?
5. Для взятия пробы желудочного сока больному предлагают
проглотить зонд (резиновую трубку) или же врач сам вводит зонд
через глотку и пищевод в желудок. Однако при этом у некоторых
людей возникает рвотный рефлекс, который делает манипуляцию
невозможной. Как быть?
52
IV. Блок дополнительной информации
Рис. 1. Основные структурно-функциональные элементы клетки (схема).
1 – ядро с ядрышком и двойной спиралью ДНК; 2 – рибосомы;
3 – эндо-плазматическая сеть; 4 – митохондрия; 5 – лизосома;
6 – клеточная оболочка (мембрана); 7 – секреторные гранулы;
8 – пластинчатый комплекс; 9 – пероксисомы
53
Рис. 2. Схема потенциала действия нервного волокна (а) и изменения его
возбудимости (б).
1 - местный потенциал; 2 - спайк потенциала; 3 - отрицательный следовой
потенциал; 4 - положительный следовой потенциал; 5 - местное повышение
возбудимости; б - абсолютный рефрактерный период; 7 - относительный
рефрактерный период; 8 - период экзальтации; 9 - субнормальный период.
ЗАКОНЫ РАЗДРАЖЕНИЯ ВОЗБУДИМЫХ ТКАНЕЙ
Закон силы: чем больше сила раздражителя, тем больше (до
определенного предела) величина ответной реакции со стороны
возбудимой ткани.
Рис. 3. Зависимость амплитуды сокращения поперечнополосатой мышцы (а)
от силы раздражения (б).
1 - минимальное пороговое сокращение; 2-9 - субмаксимальные сокращения;
10 - максимальное сокращение.
54
Закон силы-времени: раздражающее действие постоянного тока
зависит не только от силы раздражителя, но и от времени, в течение
которого он действует на ткань: чем больше сила тока, тем меньше
времени он должен действовать на ткань, чтобы возник процесс
возбуждения, и наоборот. Исследования показали, что соотношение
силы и длительности действия раздражителя на ткань может быть
выражено в виде гиперболической кривой. Минимальная сила тока,
способная вызвать возбуждение, называется реобазой. Минимальное
время, в течение которого должен действовать ток, равный одной
реобазе, для возникновения возбуждения, называется полезным
временем. Хронаксия - минимальное время, в течение которого ток,
равный двум реобазам, должен действовать, чтобы возникла ответная
реакция.
Рис. 4. Кривая «силы-времени».
1 - реобаза; 2 - удвоенная реобаза; 3 - кривая «силы-времени»;
а - полезное время; б - хронаксия.
Формула М. Вейса (1901), отражающая количественную
зависимость пороговой силы раздражителя от времени его действия:
i=
a
+b
t
где i – пороговая сила тока, В,
t – время действия раздражителя, с,
а – константа, характеризующая постоянное время раздражения с
момента, когда кривая переходит в прямую линию, идущую
параллельно оси ординат,
55
b – константа, соответствующая силе раздражения, при
постоянной его длительности, когда кривая переходит линию,
идущую параллельно оси абсцисс.
Если пороговая сила тока равна двум реобазам, то формула
приобретает следующий вид:
b=
a
t
При b =1, t = a, следовательно, наименьшее время раздражения –
при силе тока, равной двум реобазам, т. е. хронаксия.
Закон раздражения (закон аккомодации) (Э. Дюбуа-Реймон,
1848): раздражающее действие тока зависит не от абсолютной
величины силы или плотности тока, а от скорости (крутизны) его
нарастания во времени: чем быстрее это нарастание, тем сильнее
выражено раздражающее действие тока. При действии медленно
нарастающей силы раздражителя возбуждение не возникает, так как
ткань приспосабливается к действию этого раздражителя, что
получило название аккомодации
Рис. 5. Изменения критического уровня деполяризации и амплитуды потенциала
действия (1-5) при раздражении одиночного нервного волокна линейно
нарастающими токами различной крутизны.
Закон «Все или ничего» (Г. Боудич, 1871; Ф. Готч, 1902):
возбудимая ткань дает максимальный ответ при любой силе
надпорогового раздражения («все») и не дает ответа («ничего»), если
раздражитель ниже пороговой величины (подпороговый). По этому
закону сокращаются сердечная мышца и отдельное волокно скелетной
мышцы.
56
Рис. 6. Независимость амплитуды сокращения сердечной мышцы (а) от силы
раздражения (б). Закон «все или ничего». 1-10 - сила раздражителя.
Полярный закон раздражения (Э. Пфлюгер, 1859): при
прохождении постоянного тока через возбудимую ткань он оказывает
раздражающее действие только на полюсах: в момент замыкания тока
возбуждение возникает под катодом, а в момент размыкания – под
анодом. Катод вызывает уменьшение положительного потенциала на
наружной стороне мембраны, что приводит к деполяризации, в то
время как анод вызывает повышение положительного потенциала на
внешней стороне мембраны, что приводит к гиперполяризации. При
одной и той же силе тока раздражающее действие Замыкания
выражено сильнее, чем действие размыкания.
Рис. 7. Схема изменений мембранного потенциала (МП) и критического уровня
деполяризации (КУД) при действии длительных токов разного направления.
Изменения МП и КУД во времени при длительной подпороговой деполяризации
(а) и при длительной гиперполяризации (б). ФКЭТ - физиологический
катэлектротон, КД - католическая депрессия, ФАЭТ - физиологический
анэлектротон, АРР – анодоразмыкательное раздражение.
57
Закон физиологического электротона (Э. Пфлюгер, 1859): при
действии постоянного тока на возбудимую ткань происходит не
только ее возбуждение, но и изменение возбудимости. При
прохождении постоянного тока через нерв или мышцу порог
раздражения под катодом и на соседних с ним участках понижается,
следовательно, возбудимость повышается («катаэлектрон»). В
области анода, наоборот, происходит повышение порога раздражения
и, как следствие, снижение возбудимости.
При длительном действии постоянного тока первоначальное
повышение возбудимости под катодом сменяется ее понижением –
катодическая депрессия, а первоначальное снижение возбудимости
под анодом сменяется ее повышением – анодическая экзальтация.
ФИЗИОЛОГИЯ МЫШЦ
Рис. 8. Строение мышцы и ее связь со скелетом (схема).
1 — кость и надкостница;
2 — сухожилие;
3 — перимизий;
4 – эндомизий;
5 — мышечные волокна.
Закон средних нагрузок: работа мышц будет наибольшей при
средних нагрузках.
Закон средних скоростей: максимальная работа мышцы будет
наибольшей при среднем ритме (скорости) сокращения.
Формула для расчета коэффициента полезного действия
мышечной деятельности. Коэффициент полезного действия
мышцы (КПД) – отношение количества работы, совершенной
мышцей при одиночном сокращении, к общему количеству
выделенной при этом энергии:
58
K =Q
H
где К – коэффициент полезного действия мышцы, %,
Q – количество энергии, выделенной при работе, ккал,
Н – общий расход энергии при выполнении работы, ккал.
Нормативный показатель:
КПД человека = 20-25 %.
Рис. 9 Электрографическая характеристика одиночного мышечного
сокращения. Происхождение зубчатого и гладкого тетануса.
А – биопотенциал и периоды мышечного сокращения: 1 – латентный, 2 –
укорочения, 3 – расслабления; а – одиночные сокращения; б – зубчатый тетанус; в
– переход зубчатого тетануса в гладкий; г – гладкий тетанус; д – увеличение
амплитуды сокращения при оптимальной частоте раздражения; е – расслабление
мышцы при пессимальной частоте раздражения. Б – периоды изменения
возбудимости: а, б, в, г – нормальная возбудимость; д – вторичная относительная
рефрактерность; е – экзальтация; ж – абсолютная рефрактерность.
59
Формула для измерения динамической работы мышц:
А = РН,
где А – динамическая работа мышцы, кгм,
Р – масса груза, кг,
Н – высота подъема груза, м.
При использовании для этого метода эргографии величина Н
будет результатом произведения среднего по амплитуде зубца
эргограммы h на общее число зубцов эргограммы n: Н = hn.
Рис. 10. Эргограмма мышцы сгибателя указательного пальца.
I – при массе груза 4 кг и ритме сокращений 30 в 1 мин: а - запись (1 - плато, 2
- утомление), б - отметка времени с ценой деления 15 с;
II – при массе груза 4 кг и ритме сокращений 90 в 1 мин: а - запись (1 - плато,
2 - утомление), б - отметка времени с ценой деления 5 с.
Формула для расчета абсолютной мышечной силы.
Абсолютная сила мышцы показывает максимальное напряжение,
которое мышца может развить на один квадратный сантиметр
площади ее поперечного сечения. Таким образом образом,
абсолютная сила мышц позволяет сравнить силу разных мышц в
зависимости от их поперечного сечения. Абсолютная сила мышцы
вычисляется путем деления величины максимального груза, который
мышца в состоянии поднять, на площадь ее физиологического
поперечного сечения:
AMC = P
S
где Амс – абсолютная мышечная сила, кг/см2,
Р – максимальный груз, который способна поднять мышца, кг,
S – площадь физиологического поперечного сечения мышцы, см2.
60
Таблица 1.
Абсолютная сила разных мышц человека (по А.А. Ухтомскому)
Виды мышц
Икроножная
Сгибатель пальца
Жевательная
Двуглавая мышца плеча
Плечевая
Трехглавая мышца плеча
Гладкие
Абсолютная мышечная сила, кг/см2
6,24
8,1
10,0
11,4
12,1
16,8
1,0
Рис. 11. Строение нейрона (схема).
Рис. 12. Аксонный транспорт (схема).
1 – тело нейрона; 2 –
микротубулярннй аппарат; 3 –
секреторные гранулы; 4 – аксон; 5
– дендриты; 6 – окончания других
нервных клеток.
1 – тело нейрона; 2 – ядро; 3 –
эндоплазматическая
сеть;
4
–
секреторные гранулы; 5 – прямой
аксонный транспорт; 6 – выделение
медиатора (экзо-цитоз); 7 – обратный
захват медиатора (пиноцитоз); 8 –
обратный (ретроградный) транспорт; 9
– синаптические пузырьки.
61
Рис. 13. Ультраструктура синапса (схема).
1 – пресинаптическое нервное окончание; 2 – нейротрубочки; 3 – митохондрии;
4 – везикулы с медиатором; 5 – пресинаптическая мембрана; 6 – синаптическая
щель; 7 – постсинаптическая мембрана и хеморецепторы; 8 – эффекторная клетка
Рис. 14. Возбуждающий (А) и тормозной (Б) синапсы.
1 –пресинаптические нервные окончания; 2 – везикулы с медиатором;
3 – постсинаптическая мембрана.
62
Физиология скелетных мышц
Движение является жизненно важной функцией организма,
связанной с оборонительными, дыхательными, пищевыми, половыми,
выделительными и другими физиологическими процессами. Главная
роль в осуществлении движения принадлежит скелетной мускулатуре,
которая возникла в ходе эволюции одновременно и в тесной связи с
развитием нервной системы. Основоположник отечественной
физиологии И.М. Сеченов впервые отметил значение скелетной
мускулатуры как эффекторного аппарата нервной системы: «...все
бесконечное
разнообразие
внешних
проявлений
мозговой
деятельности сводится окончательно к одному лишь явлению –
мышечному движению». Академик П.К. Анохин, разрабатывая
теорию функциональных систем, рассматривал мышечное движение
как обязательный исполнительный механизм на пути достижения
конечного полезного результата деятельности функциональной
системы любого уровня. Наконец, убедительно доказано
исключительно важное значение мышечного движения в
гармоничном развитии растущего организма, формировании
полноценной эмоциональной сферы и высших психических функций.
Скелет и скелетная мускулатура в совокупности представляют
опорно-двигательный аппарат. Скелет состоит из отдельных костей
различной формы и величины. Скелетная мускулатура образована
большим количеством разнообразных в анатомическом отношении
мышц, каждая из которых связана со скелетом при помощи
вспомогательного аппарата – сухожилий, апоневрозов и фасций.
Структурно-функциональной единицей скелетных мышц является
многоядерное мышечное волокно. Объединяясь в пучки, эти волокна
образуют мышцу. Специфическим свойством мышц является
сократимость. Мышечное сокращение проявляется в укорочении
мышцы и развитии ею механического напряжения. В зависимости от
условий стимуляции и функционального состояния мышцы может
возникнуть одиночное, слитное (тетаническое) сокращение или
контрактура мышцы.
Одиночное мышечное сокращение. При раздражении мышцы
одиночным импульсом тока пороговой или надпороговой силы
возникает одиночное мышечное сокращение, в котором различают
латентный (скрытый) период сокращения (~10 мс), фазу укорочения
(~50 мс) и фазу расслабления (~50 мс) (рис. 9).
Мышечному сокращению предшествует процесс возбуждения,
электрографическим проявлением которого является биопотенциал.
По времени своего развития биопотенциал совпадает с латентным
63
периодом мышечного сокращения. Возбудимость мышцы во время
одиночного сокращения изменяется в соответствии с фазами ПД (рис.
2). Амплитуда одиночного сокращения мышцы зависит от количества
сократившихся в этот момент мио-фибрилл. Возбудимость отдельных
групп волокон, составляющих целую мышцу, различна, поэтому
пороговая сила тока вызывает сокращение лишь наиболее возбудимых
мышечных волокон. Амплитуда такого сокращения минимальна. При
увеличении силы раздражающего тока в процесс возбуждения
последовательно вовлекаются и менее возбудимые группы мышечных
волокон; амплитуда сокращений суммируется и растет до тех пор,
пока в мышце не останется волокон, не охваченных процессом
возбуждения. В этом случае регистрируется максимальная амплитуда
сокращения, которая не увеличивается, несмотря на дальнейшее
нарастание силы раздражающего тока.
Тетаническое сокращение. Слитные (тетанические) сокращения
мышц возникают при высокой частоте их стимуляции. Если интервал
между раздражениями превышает длительность одиночного
сокращения (более 0,1 с), мышца успевает полностью расслабиться.
Однако если увеличить частоту импульсов тока, то каждый
последующий импульс совпадет с фазой расслабления мышцы.
Амплитуда сокращений будет суммироваться и возникнет зубчатый
тетанус. При дальнейшем увеличении частоты раздражения каждый
последующий импульс тока действует на мышцу в тот период, когда
она находится в состоянии укорочения. Возникает гладкий тетанус –
длительное укорочение, не прерываемое расслаблением. Амплитуда
тетанического сокращения зависит от частоты раздражения. Частота,
при которой каждый последующий импульс тока совпадает с фазой
повышенной возбудимости мышцы, вызывает самую высокую
амплитуду тетануса (оптимум частоты). Более высокая частота
раздражения, при которой каждый последующий импульс тока
совпадает с периодом абсолютной рефрактерности предыдущего
цикла возбуждения, лежит за пределами функциональной
лабильности ткани и приводит к резкому снижению амплитуды
сокращения (пессимум частоты).
В организме сокращение скелетных мышц осуществляется под
влиянием импульсов возбуждения, передающихся с двигательных
спинномозговых нервов.
Утомление мышц. При длительном ритмическом раздражении в
мышце развивается утомление. Признаками его являются снижение
амплитуды сокращений, увеличение их латентных периодов,
удлинение фазы расслабления и, наконец, отсутствие сокращений при
64
продолжающемся раздражении. Предполагается, что причинами
утомления могут быть истощение депо гликогена и ослабление
процесса ресинтеза АТФ, накопление кислых продуктов метаболизма
(фосфорной и молочной кислот), истощение депо Са2+ и утомление
нервных центров, регулирующих сокращения отдельных групп мышц.
Контрактура мышц. Контрактурой называется стойкое
длительное, иногда необратимое сокращение мышц, сохраняющееся
после прекращения действия раздражителя. Причинами контрактуры
могут быть отравление некоторыми ядами и лекарственными
средствами, нарушение обмена веществ, повышение температуры
тела и другие факторы, приводящие к необратимым изменениям
белков мышечной ткани.
В таблице 2 приведена сравнительная характеристика
физиологических свойств скелетных и гладких мышц.
Таблица 2
Сравнительная
характеристика
физиологических
свойств
скелетных и гладких мышц
Скелетные мышцы
Гладкие мышцы
в состав
оболочек
Входят
в
состав
опорно- Входят
внутренних органов
двигательного аппарата
Имеют пластический тонус
Не имеют пластического тонуса
В
незначительной
степени
управляе мы лекарственными
средствами
ФИЗИОЛОГИЯ НЕЙРОНА И НЕРВНЫХ ВОЛОКОН
Структурно-физиологические особенности нервных клеток.
Структурно-функциональной единицей нервной системы является
нервная клетка – нейрон (рис. 11). В зависимости от локализации и
функции нейроны делятся на афферентные (рецепторные, или
чувствительные), вставочные (ассоциативные) и эфферентные
(эффекторные). Афферентные нейроны воспринимают воздействия
внешней и внутренней среды и генерируют нервные импульсы.
Вставочные нейроны осуществляют связи между нервными клетками.
Эфферентные нейроны передают возбуждение клеткам рабочих
органов.
Форма и размеры нейронов различных отделов нервной системы
варьируют в широких пределах, однако для них характерны общие
65
черты строения: наличие у клетки тела (сома) и отростков — одного
длинного (аксон) и множества древовидных коротких (дендриты).
Аксон проводит возбуждение от тела нейрона к периферическим
органам или к другим нервным клеткам. Функцией дендритов
является проведение возбуждения к телу нейрона от периферических
рецепторов или других нейронов. По количеству отростков нейроны
делятся на три группы – униполярные, биполярные и
мультиполярные. Нервные клетки контактируют между собой при
помощи специальных образований — синапсов и межнейронального
вещества — нейроглии. На теле одного нейрона может располагаться
до 5000 синапсов, благодаря которым осуществляется конвергенция
(схождение) множества разнородной по качеству информации о
внешних сенсорных раздражителях и о внутренних биологических
потребностях организма. Обработка поступившей информации
происходит одновременно путем сложных нейрохимических
перестроек белковых молекул в нервных трубочках тела нейрона, в
результате чего на его «выходе» в области основания аксона
(аксонный холмик) возникает возбуждающий П Д.
Нервные клетки головного мозга имеют хорошо развитый
пластинчатый секреторный аппарат и специализированные органеллы
— нейрофибриллы, представленные нервными трубочками и
нейрофиламентами. Среди множества известных функций нейрона:
трофической, генераторной, проводящей возбуждение, наибольший
интерес для провизоров представляет способность нейронов
синтезировать и секретировать биологически активные вещества.
Одна нервная клетка может синтезировать только один вид медиатора
(правило Дейла). Секреторная функция присуща определенной
категории нервных клеток с хорошо развитым пластинчатым
комплексом. Эти клетки сосредоточены в основном в гипоталамогипофизарной системе. У секреторных клеток гипоталамуса впервые
было обнаружено явление аксонного транспорта, которое, как
оказалось, присуще и нейросекреторным клеткам других областей
мозга.
Аксонный транспорт заключается в передвижении от тела клетки к
окончанию аксона синтезированных в клеточных органеллах
секреторных гранул (рис. 12). Эти гранулы могут содержать самые
разнообразные физиологически активные вещества: ферменты,
медиаторы, гормоны, нейропептиды, аминокислоты, сахара, жирные
кислоты; липиды, белки и даже целые органеллы (рибосомы). Помимо
прямого
аксонного
транспорта,
существует
и
обратный
(ретроградный), сущность которого заключается в захвате аксонными
66
окончаниями (путем пиноцйтоза) из синаптической щели
неизрасходованных молекул вещества и сохранении их в теле нейрона
в виде некоторого резерва. Функционально такая «бережливость»
вполне оправдана, так как нейроны не регенерируют и нуждаются в
сохранении своего биохимического аппарата. Скорость аксонного
транспорта регулируется рядом биологически активных веществ и
может меняться под воздействием лекарственных средств. Для
нейросекреторных клеток характерны определенные ритмы секреции
и фазы секреторной активности.
Методы изучения деятельности нервных клеток. Потенциалы
действия, генерируемые нейроном, могут быть зарегистрированы при
помощи специальных микроэлектродов, подведенных к клетке
(внеклеточно) или введенных в нее (внутриклеточно). Различают
спонтанную активность нейрона, возникающую без каких-либо
внешних
воздействий,
и
вызванную.
Определенная
последовательность нервных импульсов называется паттерном '
ответа нейрона. Полагают, что в рисунке импульсации может быть
закодирована информация о гомеостазе, свойствах внешних и
внутренних
раздражителей,
биологических
и
социальных
потребностях и т. д. Один и тот же нейрон может давать самые
разнообразные ответы на различные раздражители: торможение,
активацию, изменение паттерна.
Разновидностью
микроэлектродного
метода
является
микроэлектрофорез, который позволяет, с одной стороны,
дозированно подводить к нервной клетке биологически активные
вещества различных групп, а с другой — анализировать возможные
ответы на них и химическую природу происходящих в нейроне
процессов.
Структурно-физиологические особенности нервных волокон.
Отростки нервных клеток покрыты оболочками из глиальных клеток и
вместе с ними называются нервными волокнами. В различных отделах
нервной системы нервные волокна значительно отличаются по своему
строению, в связи с чем делятся на две группы: миелиновые и
безмиелиновые. Миелиновые волокна в отличие от безмиелиновых,
помимо оболочки из клеток олигодендроглии, покрывающей осевой
цилиндр, имеют жироподобный миелиновый слой. Последний
выполняет функции изолятора — препятствует деполяризации
нервного волокна. Однако слой миелина не является сплошным: на
нем имеются так называемые насечки, или перехваты узла (перехват
Ранвье), в которых осевой цилиндр не покрыт миелиновым слоем.
67
Согласно классификации Гассера — Эрлангера, нервные волокна
по строению и скорости проведения возбуждения делятся на три
основные группы. Различают волокна группы А — толстые
миелиновые, диаметр их 15 мкм, скорость проведения возбуждения от
10 до 150 м/с; волокна группы В — тонкие миелиновые, диаметр 10
мкм, скорость проведения возбуждения до 10 м/с; волокна группы С
— тонкие безмиелиновые, диаметр 5 мкм, скорость проведения
возбуждения до 1 м/с.
Знание особенностей строения нервных волокон позволяет
фармакологическим путем регулировать передачу возбуждения в них.
Так, например, новокаин блокирует проведение болевой
чувствительности преимущественно в тонких безмиелиновых
волокнах, так как легко взаимодействует с неизолированной
мембраной нервного волокна и вызывает усиленный выход из
аксоплазмы К+. В результате этого на поверхности волокна возникает
устойчивая гиперполяризация, которая сопровождается возрастанием
МП и снижением возбудимости ткани.
Структурно-физиологические особенности смешанных нервов.
Большинство нервов — смешанные, т. е. состоят из нервных волокон
различных групп. Афферентные нервы, как правило, являются
чувствительными, а эфферентные — двигательными. Проведение
возбуждения по нервам подчиняется ряду законов: физиологической и
анатомической целостности нерва; двустороннего проведения
возбуждения от места возникновения и изолированного проведения
возбуждения по разным типам волокон. Нерв обладает самой высокой
функциональной лабильностью, имеет самый короткий период
абсолютной рефрактерности и практически неутомляем.
Морфофизиология синапса
Синапс — специализированная структура, обеспечивающая
передачу нервного импульса с нервного волокна на эффекторную
клетку – мышечное волокно, нейрон или секреторную клетку
(рис. 13).
Классификация синапсов. Синапсы классифицируются по
анатомо-гистологичеекому, нейрохимическому и функциональному
принципу. По анатомической классификации синапсы делятся на
нейросекреторные, нервно-мышечные и межнейронные.
По нейрохимической классификации синапсы называются по виду
химического вещества — медиатора, с помощью которого происходит
возбуждение или торможение эффекторной клетки: адренергические
(медиатор норадреналин – НА), холинергические (медиатор
ацетилхолин – АХ) и т. д.
68
В
функциональном
отношении
синапсы
делятся
на
возбуждающие,
в
которых
в
результате
деполяризации
постсинаптической
мембраны
генерируется
возбуждающий
постсйнаптическйй потенциал, и тормозные, в пресйнап-тических
окончаниях которых выделяется медиатор, гиперполяризующий
постсинаптическую мембрану и вызывающий возникновение
тормозного постсинаптнческого потенциала.
Ультраструктура
нервно-мышечного
синапса.
Нервномышечные синапсы скелетной мускулатуры имеют ряд характерных
особенностей. Пресинаптическое нервное окончание, иннервирующее
скелетную мускулатуру, образует своеобразное утолщение, покрытое
пресинаптической мембраной. Между нервным окончанием и
эффекторной клеткой имеется пространство, так называемая
синаптическая щель. Она отделяет нервное окончание от мембраны
эффекторной клетки, называемой постсинаптической мембраной.
Постсинаптическая мембрана в отличие от пресинаптической имеет
белковые хеморецепторы к биологически активным (медиаторам,
гормонам), лекарственным и токсическим веществам. Важная
особенность рецепторов постсинаптической мембраны — их
химическая
специфичность, т. е. способность вступать в
биохимическое взаимодействие только с определенным видом
медиатора.
Особенности строения нервно-мышечного синапса обусловливают
его физиологические свойства.
Свойства синапса. 1. Одностороннее проведение возбуждения (от
пре- к постсинаптической мембране), обусловленное наличием
чувствительных к медиатору рецепторов только в постсинаптической
мембране. 2. Си-наптическая задержка проведения возбуждения
(время между приходом импульса в пресинаптическое окончание и
началом постсинаптического ответа), связанная с малой скоростью
диффузии медиатора в синаптическую щель по сравнению со
скоростью прохождения импульса по нервному волокну. 3. Низкая
лабильность и высокая утомляемость синапса, обусловленная
временем распространения предыдущего импульса и наличием у него
периода абсолютной рефрактерности. 4. Высокая избирательная
чувствительность синапса к химическим веществам, обусловленная
специфичностью хеморецепторов постсинаптической мембраны.
Этапы синаптической передачи. Передача возбуждения в
синапсе — сложный физиологический процесс, имеющий несколько
стадий.
69
1. Синтез медиатора. В настоящее время установлено, что нервные
волокна, помимо функции проводников возбуждения, выполняют и
нейросекреторную роль.
Химические медиаторы являются веществами, синтезируемыми в
цитоплазме нейронов и нервных окончаний из компонентов внутри- и
внеклеточных жидкостей. Медиаторы обеспечивают одностороннюю
передачу возбуждения — от нервного волокна к эффекторной клетке
или другому нейрону. В синапсах скелетных мышц вырабатывается
только один вид медиатора — ацетилхолин (АХ). Он синтезируется из
холина (продукт печеночной секреции) и уксусной кислоты при
участии
ферментов
клетки,
регулирующих
активность
метаболических процессов. Синапсы, в которых медиатором является
АХ,
называются
холинергическими.
Норадреналин
(НА),
относящийся, как и адреналин, к катехоламинам, синтезируется из
аминокислот тирозина и фенилаланина. Синапсы, в которых
медиатором
является
НА,
называются
адренергическими.
«Варикозные» утолщения синапсов гладких мышц содержат как АХ,
так и НА, которые могут оказывать различное физиологическое
действие в зависимости от вида активируемых ими каналов. В
синапсах мозга функции медиаторов выполняет более 30
биологически активных веществ. Медиаторы синтезируются
постоянно и депонируются в синаптических пузырьках нервных
окончаний.
2. Секреция медиатора. Высвобождение медиатора из
синаптических пузырьков имеет квантовый характер. В состоянии
покоя оно незначительно, а под влиянием нервного импульса резко
усиливается. Сложные взаимодействия между электрическим
импульсом и си-наптическимй пузырьками (обязательно в
присутствии Са2+, АТФ и мембранной АТФазы) приводят к
разрушению пузырьков, склеиванию их с пресинаптической
мембраной и опорожнению медиатора (экзоцитозу) в синаптическую
щель. Скорость экзоцитоза зависит от скорости высвобождения Са2+
из эндоплаз-матической сети пресинаптического окончания и
активности метаболических процессов. Она увеличивается при
введении лекарственных средств, содержащих кальций, а также АТФ,
биогенных стимуляторов (алоэ, женьшень, боярышник), гормонов.
Общими в их действии являются повышение клеточного метаболизма
и нормализация секреции медиатора.
3. Взаимодействие медиатора с рецепторами постсинаптической
мембраны. Это взаимодействие заключается в избирательном
изменении проницаемости ионоселективных каналов эффекторной
70
клетки в области активных центров связывания с медиатором.
Взаимодействие медиатора со своими рецепторами может вызвать
возбуждение или торможение нейрона, сокращение мышечной
клетки, образование и выделение, гормонов секреторными клетками.
В случае увеличения проницаемости натриевых и кальциевых каналов
усиливается поступление Na+ и Са2+ в клетку с последующей
деполяризацией мембраны, возникновением ПД и дальнейшей
передачей нервного импульса. Такие синапсы называются
возбуждающими. Если повышается проницаемость калиевых каналов
и каналов для хлора, наблюдается избыточный выход К+ из клетки с
одновременной диффузией в нее О–, что приводит к
гиперполяризации мембраны, снижению ее возбудимости и развитию
тормозных постсинаптических потенциалов. Передача нервных
импульсов затрудняется или совсем прекращается. Такие синапсы
называются тормозными. Аналогичное действие оказывают
препараты, содержащие калий (калия бромид, панангин), которые
назначают для снижения возбудимости нервной системы или снятия
спазма гладкой мускулатуры внутренних органов и сосудов.
Один и тот же медиатор, например АХ, может активировать как
натриевые (в скелетных мышцах), так и калиевые (в сердце) каналы. В
первом случае синапсы, выделяющие АХ, действуют как
возбуждающие, во втором — как тормозные.
Необходимо отметить, что характер изменения проницаемости
постсинаптической мембраны (деполяризация или гиперполяризация)
зависит не столько от химической природы медиатора, сколько от
особенностей строения белковых рецепторов клеточных мембран
разных органов, сложившихся в процессе эволюции.
Рецепторы,
взаимодействующие
с
АХ,
называются
холинорецепторами. В функциональном отношении они разделяются
на две группы: М- и Н-холинорецедторы. В синапсах скелетных
мышц присутствуют только Н-холинорецепторы, тогда как в мышцах
внутренних органов — преимущественно М-холинорецепторы.
Рецепторы,
взаимодействующие
с
НА,
называются
адренорецепторами. В функциональном отношении они делятся на αи
β-адренорецепторы.
В
постсинаптической
мембране
гладкомышечных клеток внутренних органов и кровеносных сосудов
часто соседствуют оба вида адренорецепторов. Действие НА является
деполяризующим, если он взаимодействует с α-адренорецепторами,
или тормозным — при взаимодействии с β-адренорецепторами.
Результатом взаимодействия НА с α-адренорецепторами является,
71
например, сокращение мышечной оболочки стенок кровеносных
сосудов или кишечника, а с р-адренорецепторами — их расслабление.
Холин- и адренореактивные структуры находятся во всех
внутренних органах, железах внутренней и внешней секреции,
скелетной и гладкой мускулатуре, вегетативных ганглиях, ЦНС.
4. Инактивация медиатора. Инактивация (полная потеря
активности)
медиатора
необходима
для
реполяризации
постсинаптической мембраны и восстановления исходного уровня
МП. Наиболее важным путем инактивации является гидролитическое
расщепление с помощью ингибиторов. Для АХ ингибитором является
холинэстераза, для НА и адреналина — моноаминоксидаза (МАО) и
катехолоксиметилтрансфераза (КОМТ). Продукты расщепления
медиатора снова поступают в кровь и циркулируют, как его
предшественники.
Другой путь удаления медиатора из синаптической щели —
«обратный захват» его пресинаптическими окончаниями (пиноцитоз)
и обратный аксонный транспорт, особенно выраженный для
катехоламинов. Несмотря на наличие ингибиторов, НА и адреналин
разрушаются ими в незначительной степени и снова депонируются
синаптическими пузырьками в цитоплазме пресинаптических
окончаний. Это создает возможность их быстрого поступления в
синаптическую щель под влиянием нового нервного импульса.
Оценка сердечной деятельности по данным ЭКГ
Таблица 3
Определение ЧСС в 1 мин и длительности интервала (Q-Т) по
продолжительности сердечного цикла (R-R), с
R-R ЧСС Длительность Q-Т R-R ЧСС Длительность Q-Т
1,30
46
0,43
0,70
86
0,32
1,20
50
0,41
0,65
92
0,31
1,10
54
0,39
0,62
97
0,30
1,05
57
0,39
0,60 100
0,29
1,00
60
0,38
0,55 109
0,28
0,95
63
0,37
0,50 120
0,27
0,90
66
0,36
0,48 125
0,26
0,85
70
0,35
0,45 133
0,25
0,80
75
0,34
0,40 150
0,24
0,75
80
0,33
0,35 171
0,22
0,33 182
0,21
72
Рис. 15 Основные элементы нормальной ЭКГ
Зубец Р – отражает процесс (распространение возбуждения) и
быстрой начальной реполяризации правого и левого предсердий.
Зубец QRS – отражает процесс распространения возбуждения по
желудочкам.
Сегмент SТ – полного охвата возбуждением желудочков.
Зубец Т – реполяризации желудочков.
Законы «нормы» в регуляции кровяного давления (П.К.
Анохин, 1965)
Первый закон.
В нормальных естественных биологических условиях, в так
называемой
сбалансированной
среде,
любые
изменения
артериального давления, вызванные как физическими, так и
эмоциональными факторами, всегда носят эпизодический характер.
Второй закон.
Любые изменения артериального давления в нормальном
организме возвращаются к исходному уровню с помощью механизмов
саморегуляции.
73
Рис. 16. Функциональная система, поддерживающая оптимальный для
метаболизма уровень кровяного давления (по КБ. Судакову).
СЦД - сосудодвигательный центр, АД в мм рт. ст.
Третий закон («золотое правило нормы»).
В здоровом организме депрессорные влияния всегда достаточны,
чтобы устранить любое эпизодически возникшее повышение
кровяного давления.
Д>П
Д=П
Д<П
Норма
Транзиторная гипертензия
Гипертония
примечание. Д- депрессорные влияния; П - прессорные влияния.
Формула определения пульсового давления.
Пульсовое давление показывает, на сколько раз систолическое
давление превышает диастолическое, что необходимо для открытия
полулунных клапанов аорты во время систолы левого желудочка:
ПД = СД-ДД,
где ПД - пульсовое давление, мм рт. ст.,
СД - систолическое давление, мм рт. ст.,
ДД - диастолическое давление, мм рт. ст.
Нормативные показатели: ПД = 35-55 мм рт. ст.
Формула Хикэма для определения среднего кровяного
давления.
74
Среднее кровяное давление выражает энергию непрерывного
движения крови; представляет собой довольно постоянную величину
для данного сосуда и данного организма и отражает степень
эластичности артериальной стенки:
СД − ДД
, или
3
ПД
СКД = ДД +
3
СКД = ДД +
где СКД - среднее кровяное давление, мм рт. ст.,
ПД - пульсовое давление, мм рт. ст.,
СД - систолическое давление, мм рт ст.,
ДД - диастолическое давление, мм рт. ст.
Формула Вецлера и Богера для расчета среднего кровяного
давления:
СКД = 0,42 СД + 0,58 ДД,
где СКД - среднее кровяное давление, мм рт. ст.,
СД - систолическое давление, мм рт. ст.,
ДД - диастолическое давление, мм рт. ст.
Физиология крови
ПЕРЕЛИВАНИЕ КРОВИ
Правило Оттенберга: при переливании крови агглютинируются
эритроциты донора сывороткой реципиента, а не наоборот. Это
обусловлено тем, что эгглютинины, находящиеся в донорской крови,
сильно разбавляются кровью реципиента, отчего их титр в крови
становится слишком малым и не происходит гемолиза эритроцитов
реципиента.
Таблица 4
Определение совместимости разных групп крови с помощью
стандартных сывороток
Агглютиногены
донора
0 (I)
А (II)
В (III)
АВ (IV)
Агглютиногены реципиента
αβ (I)
β (II)
α (III)
+
+
+
+
+
+
+
0 (IV)
-
Примечание: Реакция агглютинации (+), ее отсутствие (-)
75
Таблица 5
Оценка результатов определения групп крови с применением
цоколитов
Результаты реакции с цоликлоном
анти-А
анти-В
+
+
+
+
Группа крови
0 (I)
А (II)
В (III)
АВ (IV)
Примечание: Реакция агглютинации (+), ее отсутствие (-)
Свертывающая система крови — это совокупность факторов,
участвующих в процессах свертывания крови. Изучение процесса
свертывания крови имеет практическое значение при переливании
крови для сохранения ее в жидком состоянии, для предупреждения
смертельных кровотечений, предотвращения образования тромбов в
сосудах и лечения внутрисосудистых тромбозов.
Антисвертывающая система крови — это совокупность
содержащихся в крови веществ, препятствующих образованию
кровяного сгустка и его ретракции. В ней выделяют две системы.
Первая антисвертывающая система нейтрализует умеренно
избыточное количество протромбина в крови за счет находящихся в
ней антикоагулянтов. Она представлена запасом естественных
антикоагулянтов
(гепарин,
плазменный
антитромбин,
антитромбопластин,
фибринолизин),
которые
нейтрализуют
свертывающие
факторы,
и
системой
макрофагов
(ретикулоэндотелиальная система), включающей все клетки
организма, способные поглощать из крови различные коллоидные
частицы, в том числе факторы свертывания крови. Вторая
антисвертывающая система активируется при раздражении
хеморецепторов сосудов значительным повышением уровня тромбина
в крови. В результате активации этой системы увеличивается
поступление в кровь гепарина и активаторов фибринолиза из тканей,
где они образуются.
Фибринолитическая
система
крови
–
совокупность
содержащихся в крови веществ (плазмин, фибринокиназа),
обеспечивающих растворение фибринового сгустка (например, при
восстановлении проходимости тромбированных сосудов). Состояние
фибринолитической системы определяется содержанием в организме
активаторов и ингибиторов фибринолиза.
76
ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИИ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ
Формула для расчета жизненной емкости легких. Жизненная
емкость легких (ЖЕЛ) – показатель внешнего дыхания,
представляющий собой объем воздуха, выходящего из дыхательных
путей при максимальном выдохе после максимального вдоха:
ЖЕЛ = ДО + РОвд+РОвыд,
где ЖЕЛ - жизненная емкость легких, л,
ДО - дыхательный объем, л,
РОвд - резервный объем вдоха, л,
РОвыд - резервный объем выдоха, л.
Рис. 17. Спирограмма легочных объемов
Формула для расчета общей емкости легких. Общая емкость
легких - объем воздуха, находящийся в легких после максимального
вдоха:
ОЕЛ = ЖЕЛ + ОО,
где ОЕЛ - общая емкость легких, л,
ЖЕЛ - жизненная емкость легких, л,
ОО - остаточный объем легких, л.
ФИЗИОЛОГИЯ ПИЩЕВАРЕНИЯ
Пищеварение – сложный многоэтапный физико-химический
процесс, обеспечивающий расщепление поступающих в организм
сложных пищевых веществ (белков, жиров и углеводов) на простые
химические соединения, способные ассимилироваться организмом.
Всасывание – активный физиологический процесс перехода
продуктов гидролитического расщепления пищевых веществ
(аминокислот, жирных кислот и глицерина, моносахаров) через
77
биологические мембраны в кровь и лимфу, осуществляется с
использованием нескольких транспортных механизмов:
1. пассивного транспорта (диффузия, фильтрация, осмос);
2. активного транспорта;
3. облегченной диффузии;
4. эндоцитоза (фагоцитоз, пиноцитоз).
Всасывание подчиняется общим биофизическим закономерностям.
МЕХАНИЗМЫ ВСАСЫВАНИЯ В ЖЕЛУДОЧНОКИШЕЧНОМ ТРАКТЕ
Закон Фика: скорость диффузии прямо пропорциональна
градиенту концентрации и площади, через которую осуществляется
диффузия. Под скоростью диффузии понимают количество вещества,
диффундирующего в единицу времени через данную площадь.
Уравнение Фика для описания процесса диффузии.
Диффузия - это самопроизвольный процесс проникновения
вещества из области большей в область меньшей его концентрации в
результате теплового хаотического движения молекул. Диффузия
приводит к выравниванию концентрации растворенного вещества.
Следовательно, количество растворенного вещества, согласно
закону Фика, может быть выражено уравнением:
dm = DS
dc
dt
d
где dm - количество растворенного и диффундировавшего через
мембрану вещества;
dt - время диффузии;
ФОРМУЛЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ТЕЛА
Формула Хебса:
Р= 55 +4/5 (Н-150),
где Р - масса тела, кг;
Н - рост, см.
Формула Отто:
Рм= А-2/5(4-52);
Рж = А -1/5 (А -52),
где Р - масса тела, кг;
А - масса, рассчитанная по индексу Брока.
78
Индекс Брока:
Р = Н-100,
где Р - масса, кг;
Н - рост, см.
Эта формула пригодна только при росте 155-164 см; при росте
165-174 см следует вычесть 105, а при росте свыше 174 см – вычесть
110.
Индекс Кетле (индекс массы тела):
рост в м 2
ИМТ =
масса тела (кг )
Таблица 6
Оценка результата
ИМТ
20-23
24-29
30 и более
Масса
Идеальная
Избыточная
Ожирение
ФИЗИОЛОГИЯ АНАЛИЗАТОРОВ
Вкусовой анализатор. Распознавание химических раздражений,
исходящих из внешнего мира, осуществляется при помощи двух
филогенетически древних анализаторов — вкуса и обоняния.
Рецепторные аппараты вкусового анализатора — вкусовые
луковицы, или вкусовые почки, сосредоточены в основном в сосочках
языка. Раздражающее действие на них оказывают только
водорастворимые вещества, а не растворимые в воде воспринимаются
как безвкусные.Человек различает горькое, кислое, сладкое и соленое.
Рецепторы кончика- языка более чувствительны к сладкому, краев —
к кислому, корня — к горькому, краев и кончика — к соленому.
Проводниковый путь вкусового анализатора у взрослых
составляют язычный и языкоглоточный нервы, а у детей еще
барабанная струна и блуждающий нерв. С возрастом область вкусовой
рецепции суживается, а иногда извращается. Центральные структуры,
обрабатывающие и интегрирующие информацию от вкусовых
рецепторов, находятся у основания полушарий мозга в обонятельной
области.
Механизм вкусовой рецепции. В механизмах взаимодействия
горьких, кислых, соленых и сладких веществ с мембранами
рецепторных клеток вкусового эпителия имеются существенные
различия.
79
Горькие вещества быстро и хорошо растворяются в
плазматических мембранах и воздействуют на системы циклических
нуклеотидов, которые служат универсальными ферментативными
регуляторами метаболизма клеток. Усиление и качественная
перестройка метаболизма составляют своеобразный механизм
кодирования информации о неблагоприятных для организма
признаков веществ, которая передается в ЦНС. Возбуждение высших
(корковых) отделов вкусового анализатора в ряде случаев
сопровождается повышением возбудимости и других нервных
центров. Подобным образом действуют лекарственные вещества с
выраженным горьким вкусом, называемые горечами (например,
настойка полыни), а также некоторые приправы (хрен, горчица,
перец). Горечи применяют для повышения аппетита и улучшения
пищеварения, причем их физиологическое действие опосредуется не
столько за счет прямого повышения секреции пищеварительных соков
при попадании горечей в желудок, сколько за счет возбуждения
вкусовых рецепторов ротовой полости и рефлекторного увеличения
возбудимости центра голода. При последующем приеме пищи
усиливается желудочная секреция.
Рецепция кислых, соленых и сладких веществ обеспечивается
иными молекулярными механизмами. При этом не наблюдается
выраженных изменений в системе циклических нуклеотидов мембран
рецепторных клеток и увеличения количества цАМФ в тканях.
Обонятельный анализатор. Рецепторный аппарат обонятельного
анализатора (восприятие запахов) находится в слизистой оболочке
задних отделов носового хода и носовой перегородки. Он представлен
веретенообразными клетками, от которых начинается обонятельный
тракт. Последний передает возбуждение в обонятельные луковицы и
корковую часть обонятельного анализатора.
Взаимодействие обонятельного, вкусового и зрительного
анализаторов. Обоняние у человека играет прежде всего вкусовую
роль. При пережевывании пищи или питье молекулы, пахучих
веществ проникают в носоглотку и носовые пути и возбуждают
рецепторные обонятельные клетки. При этом обонятельный и
вкусовой анализаторы взаимодействуют, и на основе этого
взаимодействия складывается наиболее полное представление о
свойствах вещества. Вкус многих веществ не различается в том
случае, если замкнута носоглоточная полость (в момент глотания),
зажат нос либо отечна или повреждена слизистая оболочка верхних
дыхательных путей (например, при насморке). Большое значение для
определения вкуса и запаха вещества имеет зрительный анализатор.
80
Анализатор пространства. Этот анализатор представлен
вестибулярным аппаратом (полукружные каналы и отолиты). Под
Контролем вестибулярного аппарата находятся почти все скелетные
мышцы.
Рецепторные
нейроны
вестибулярного
аппарата
расположены в лабиринте внутреннего уха и представляют собой
волосковые клетки, выстилающие стенки лабиринта. Вестибулярные
рецепторы возбуждаются при различных видах ускорения и
изменении положения головы в пространстве.
Проводящие пути вестибулярного анализатора представлены
волокнами вестибулярного нерва, который заканчивается в
вестибулярных ядрах продолговатого мозга. Отростки этих нейронов
связаны с мозжечком, спинным мозгом, вегетативными центрами
таламуса и ретикулярной формации. Их возбуждение проявляется в
так называемых лабиринтных реакциях: тошноте, рвоте, изменении
просвета зрачка, пульса, АД. У людей с повышенной возбудимостью
рецепторного или центрального звена анализатора такие реакции
возникают при полетах в самолете и езде в транспорте. Связаны они,
как правило, с резкими изменениями скорости передвижения и могут
быть купированы специальными лекарственными веществами.
Кожная чувствительность. При воздействии на кожу различного
вида раздражителями можно вызвать 4 рода ощущений: тактильное
чувство (осязание, прикосновение, давление); чувство холода; чувство
тепла
и
болевое
ощущение.
Различные
виды
кожной
чувствительности обусловлены наличием в ней разных рецепторов. В
настоящее время выделяют систему так называемых биологически
активных точек, раздражение которых при помощи электро- или
иглостимуляции дает выраженный физиологический эффект.
Изменение функционального состояния рецепторов кожи лежит в
основе действия применяемых «местно» лекарственных средств:
примочек, растираний, отвлекающих, анестезирующих и др.
Закон специфической энергии органов чувств (И. Мюллер,
1840). Согласно этому закону, качество ощущений не зависит от
характера раздражителя, а определяется всецело заложенной в
чувствительных системах специфической энергией, которая
представляет из себя прирожденное, неизменное «жизненное
качество» организма.
Закон Э. Вебера (1831): величина, на которую требуется
увеличить силу раздражителя, чтобы вызвать едва заметное усиление
ощущения, находится в постоянном отношении к исходной величине
этого раздражителя, т. е. она составляет всегда определенную часть
этой величины.
81
Таблица 7
Среднее значение абсолютных порогов возникновения ощущений
для разных органов чувств человека (Р.С. Немов, 1990)
Органы
чувств
Величина абсолютного порога ощущения, представленная в
виде условий, при которых возникает едва заметное
ощущение данной модальности
Способность воспринимать ясной темной ночью пламя
свечи на расстоянии до 48 м от глаза
Различать тиканье часов в полной тишине на расстоянии
Слух
до 6 м
Способность определять наличие одной чайной ложки
Вкус
сахара в 8 л воды
Способность определять наличие одной капли духов в
Запах
помещении, состоящем из 6 комнат
Ощущать движение воздуха, производимого крылом
Осязание мухи, летящей на высоте около 1 см от поверхности
кожи
Зрение
ФИЗИОЛОГИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
Формула для определений исходного вегетативного тонуса
(вегетативного индекса Кердо). Индекс Кердо позволяет оценить
состояние вегетативного тонуса по параметрам, характеризующим
состояние сердечно-сосудистой системы (величина артериального
давления и частота, сердечных сокращений):
АД Д ⎞
⎛
ВИК = ⎜1 −
⎟100
ЧСС
⎝
⎠
где ВИК- вегетативный индекс Кердо, %;
АДД - величина диастолического давления, мм рт. ст.;
ЧСС - частота сердечных сокращений, измеряемая за 15 с.
Оценка результата
Вегетативное равновесие
Симпатикотония
Ваготония
82
ВИК от -10 до +10%
ВИК более +10%
ВИК менее -10%
Формула P.M. Баевского (1992) для расчета индекса
напряжения вегетативной нервной системы. Индекс напряжения
отражает состояние вегетативного гомеостаза организма:
ИН =
АМ 0
ДХ
2М 0
где ИН - индекс напряжения, усл. ед.;
М0 - мода - наиболее часто встречающееся в ЭКГ значение
интервала R-R,c;
АМ0 - амплитуда моды - наиболее часто встречающиеся в ЭКГ
кардио-ин-тервалы R-R (в процентах от общего количества в
выборке), характеризует тонус симпатического отдела
вегетативной нервной системы;
ДХ - вариационный размах - разность между минимальными и
максимальными
значениями
кардиоинтервалов,
характеризует
тонус
парасимпатического
отдела
вегетативной нервной системы.
Оценка результата
Нормотония
Ваготония
Симпатикотония
Гиперсимпатикотония
ИН = 50-200 усл. ед
ИН = менее 50 усл. ед
ИН =200-500 усл. ед
ИН = свыше 500 усл. ед
ФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Закон силы (закон силовых отношений, И.П. Павлов): между
величиной условного рефлекса и силой условного раздражителя
существует прямая зависимость, т. е. величина условного рефлекса
тем больше, чем сильнее (до известного предела) физическая сила
условного раздражителя.
Закон, отражающий единство различных форм полезных
приспособительных реакций человека (П.К. Анохин). Всякая
функциональная система, механическая или живая, созданная или
развившаяся на получение полезного эффекта, непременно имеет
циклический характер и не может существовать, если не получает
обратной сигнализации о степени полезности произведенного
эффекта.
83
Рис. 18 Общая архитектоника функциональной системы (по П.К. Анохину).
Рис. 19 Центральная архитектоника поведенческого акта (по П.К. Анохину).
ОА – обстановочная афферентация, ПА – пусковая афферентация.
Формула, отражающая «информационную» теорию эмоций
(П.В. Симонов, 1964). Эмоция есть отражение мозгом человека и
животных I какой-либо актуальной потребности (ее качества и
величины) и I вероятности (возможности) ее удовлетворения, которую
84
мозг оценивает I на основе генетического и приобретенного
индивидуального опыта:
Э = F [П (ИН-ИС)...],
где Э - эмоция, ее сила и качество;
П - величина и специфика актуальной потребности;
Ин-Ис - оценка вероятности удовлетворения потребности на основе
врожденного и приобретенного опыта;
Ин ~ информация о средствах, необходимых для удовлетворения
потребности;
Ис - информация о средствах, которыми располагает субъект на
данный момент времени.
Оценка результата
Ин-Ис - при дефиците прагматической информации возникает
отрицательная эмоция.
ИН<ИС - получение более полной информации по сравнению с
имевшейся ранее ведет к возникновению положительной эмоции.
Формула для вычисления коэффициента запоминания.
Память – психофизиологический процесс, выполняющий функции
запоминания, сохранения и воспроизведения прошлого опыта:
К3 =
VВ
100
V0
где К3 – коэффициент запоминания, %;
Vв – количество привильно воспроизведенных понятий или слов;
V0 – общий объем материала (в опыте, как правило, 20 понятий
или слов).
Оценка результатов
Коэффициент запоминания, %;
50 и менее
50-75
75-90
90-100
Память
Низкая
Средняя
Высокая
Очень высокая
Формула для вычисления коэффициента концентрации внимания.
Внимание – психологическое состояние, характеризующее в ее
сосредоточенности на сравнительно узком участке деятельности,
который становиться осознаваемым и концентрирует на себе
физиологические и психологические усилия человека в течение
определенного времени:
85
K=
S
M
где К - коэффициент концентрации внимания, усл. ед.;
S - количество просмотренных строк на корректурной таблице;
М - общее количество ошибок.
V. Ответы к вопросам тестового контроля
I. 1. - 3; 2. - 2.
II. 1. - 1, 3; 2. - 2, 4; 3. - 1; 4. - 4.
III. 1. - 1, 3, 5; 2. - 1, 2; 3. - 3; 4. - 2; 5. - 1.
IV. 1. - 2; 2. - 3; 3. - 1; 4. - 2; 5. - 2; 6. - 1; 7. - 1, 2; 8. - 3.
V. 1. - 2; 2. - 1; 3. - 2; 4. - 1, 2, 3; 5. - 2, 3.
VI. 1. - 2; 2. - 1, 2, 6, 8; 3. - 2, 4; 4. - 4; 5. - 5; 6. - 1.
VII. 1. - 3; 2. - 1; 3. - 2; 4. - 3; 5. - 3.
VIII. 1. - 3; 2. - 3; 3. - 2, 4; 4. - 3; 5. - 3, 5; 6. - 2; 7. - 3; 8. - 4, 5, 6;
9. - 4; 10. - 5.
IX. 1. - 3; 2. - 4, 5; 3. - 1, 2, 3, 5; 4. - 2; 5. - 4.
X. 1. - 3, 5; 2. - 4, 6, 7; 3. - 1, 2; 4. - 5; 5. - 5; 6. - 3; 7. - 2; 8. - 1;
9. - 2; 10. - 5.
XI. 1. - 4; 2. - 3, 5, 6, 7; 3. - 2; 4. - 2; 5. - 2; 6. - 1, 3.
XII. 1. - 1, 3, 4; 2. - 4; 3. - 1, 2; 4. - 2; 5. - 1.
XIII. 1. - 2, 3, 4, 5; 2. - 2, 4, 6, 7; 3. - 3, 5, 6, 7; 4. - 1; 5. - 1, 3; 6. - 2;
7. - 4.
XIV.
- 1, 4, 6, 7, 8; 2. - 4; 3. - 3; 4. - 4.
86
VI. Ответы к ситуационным задачам
I. Физиология возбудимых систем
1. Возбудимость кожных рецепторов выше, чем возбудимость
мышцы при раздражении ее через кожу. Мышцу раздражают через
кожу, а кожу — непосредственно. Следовательно, если раздражитель
слабый, то может иметь место реакция «а», если раздражитель
сильный — реакция «в», реакция «б» невозможна.
2. Возбудимость – это способность отвечать на раздражение
процессом возбуждения, то есть возникновением потенциала
действия. Потенциал действия возникает на фоне деполяризации
мембраны. Когда деполяризация достигает критического уровня,
процесс далее идет лавинообразно. Для того чтобы возник потенциал
действия, мембранный потенциал должен уменьшаться до
критического уровня деполяризации (КУД). Разность между
величиной КУД и мембранным потенциалом называется пороговым
потенциалом. Его величина определяет степень возбудимости, чем он
больше, тем труднее вызвать возбуждение. КУД в нервных и
мышечных волокнах примерно одинаков, а величина мембранного
потенциала – разная: в нервном волокне – 70 мВ, в мышечном –
90 мВ, значит, величина порогового потенциала для нервного волокна
– 20 мВ, а для мышечного – 40 мВ. Поэтому нервные волокна
обладают высокой возбудимостью.
3. Чтобы определить наличие фазы абсолютной рефрактерности
(невозбудимости), необходимо нанести дополнительное раздражение
и проверить, появится ли в ответ на него новый потенциал действия.
Если интервал между двумя раздражениями очень мал, то второе
раздражение достигает нерв или мышцу в тот момент, когда они
находятся в фазе абсолютной рефрактерное от первого раздражения,
поэтому второй потенциал действия не возникнет. Увеличивая
интервал между раздражениями, находим минимальный промежуток
времени, при котором можно получить и второй потенциал действия.
Допустим, он составляет 3 мс, значит, и продолжительность фазы
абсолютной рефрактерности чуть меньше этой величины. Этот прием
часто используется в физиологии: одним воздействием вызывается
определенное состояние, а вторым проверяется его наличие.
4. Необходимо
регистрировать
потенциалы
действия,
возникающие в мышце, и сравнивать их количество в единицу
87
времени с частотой раздражения. Если эти числа полностью
совпадают, значит, мышца отвечает на каждое раздражение.
5. Главное различие в проведении опыта – неодинаковый
интервал между раздражениями. Главное различие результатов неодинаковая величина потенциала действия. При одной и той же
силе раздражителя величина потенциала действия зависит от
возбудимости мышцы, следовательно, различия получаемых
результатов связаны с возбудимостью мышцы. Она разная при
изменении интервала между раздражениями потому, что после фазы
абсолютной рефрактерности следуют другие фазы: относительной
рефрактерности, супернормальная и субнормальная, в каждой из
которых возбудимость разная по сравнению с исходной.
6. Записав кривую сокращения мышцы, можно наблюдать
уменьшение ее амплитуды, что объясняется развитием утомления.
Для решения задачи необходимо сопоставить величину возбудимости
с той или иной стадией утомления. Мерой возбудимости является
порог раздражения. Чтобы определить как изменяется возбудимость
мышцы, необходимо измерить порог раздражения по мере развития
утомления. Так как во время сокращений нельзя определить порог,
можно это сделать в паузах между ними, например, каждую минуту.
Если получены данные:
Минуты
Порог
0
3В
1
3В
2
3В
3
3В
4
4В
5
5В
6
6В
7
8В
8
10В
это значит, что уже на 4-й мин. порог раздражения начал
повышаться, что указывает на снижение возбудимости. По мере
развития утомления возбудимость снижается, а порог раздражения
повышается.
7. Мерой возбудимости является порог раздражения. Если
величина порога увеличивается, это говорит о том, что возбудимость
прогрессивно снижается.
8. Поляризация — это разность зарядов по обе стороны
мембраны клетки, которая обусловливает мембранный потенциал.
Деполяризация - это уменьшение величины мембранного потенциала,
а гиперполяризация - увеличение ее. Но если мембранный потенциал
увеличивается, то возрастает величина порогового потенциала,
значит, возбудимость снизится.
9. Если при раздражении нерва возникающее возбуждение
доходит до мышцы и вызывает ее сокращение, значит, возник ПД,
который распространяется по нерву. Если мышца не сократилась, то
88
возбуждение до нее не дошло, следовательно, ПД не возникал. В
условии задачи говорится, что потенциал все же появлялся. Но какой?
В I опыте возникал локальный потенциал, а во II опыте — ПД. ПД
подчиняется закону «все или ничего», то есть он или не возникает
вообще, или достигает максимальной для данных условий величины
независимо от силы раздражения. Локальный же потенциал зависит от
силы раздражителя и при ее увеличении изменяется градуально, т.е.
постепенно, пока не достигнет КУД, после чего процесс протекает
лавинообразно и возникает ПД. Таким образом, в I опыте
применялись подпороговые раздражители и возникал локальный
ответ разной величины, а во II опыте действовали надпороговыми
раздражителями и в нерве возникая ПД, что приводило к сокращению
мышцы.
10. В мякотных волокнах возбуждение распространяется
сальтаторно, скачками от одного перехвата Ранвье к другому. В
толстых волокнах расстояние между перехватами Ранвье больше,
поэтому скачок нервного импульса длиннее и возбуждение
распространяется с большей скоростью. В безмякотных волокнах
возбуждение движется от участка к соседнему участку. Каждый раз
возникающий круговой ток проходит через соседние участки
мембраны и последовательно деполяризует их. Чем толще волокно,
тем меньше сопротивление аксоплазмы и тем быстрее ток возрастает
до величины, достаточной для деполяризации мембраны и
достижения
КУД.
Соответственно
увеличивается
скорость
распространения возбуждения. Но этот фактор действует в меньшей
степени, чем увеличение расстояния между перехватами Ранвье.
Поэтому
в
безмякотных
волокнах
зависимость
скорости
распространения ПД от диаметра волокон выражена меньше, чем в
мякотных.
11. Нервно-мышечный препарат состоит из нерва, нервномышечного синапса и мышцы. Для того чтобы мышца сократилась,
возникшее в нерве возбуждение должно распространиться по
нервным волокнам через нервно-мышечный синапс и возбудить
мышцу. При прямом раздражении мышцы амплитуда сокращений
возрастет (а при непрямом раздражении она начала уменьшаться).
Следовательно, утомление возникло не в мышце, а в синапсах.
12. Основное отличие быстрых мышц от медленных в том, что
они более быстро укорачиваются. При быстром сокращении
миозиновые мостики совершают больше «гребковых» движений в
единицу времени, соответственно, на это затрачивается больше
энергии АТФ.
89
13. Укорачиваются волокна, состоящие из миофибрилл.
Входящие в состав миофибрилл миофиламенты не изменяют свою
длину. Укорочение миофибрилл происходит за счет вхождения
тонких миофиламентов между толстыми.
14. Функция нерва – проводить возбуждение, мышцы —
сокращаться. Основной элемент системы «проведение возбуждения»
— это местный ток, возникающий за счет разности потенциалов
между возбужденными и невозбужденными участками нервного
волокна. Основной элемент системы «сокращение мышцы» — это
взаимодействие тонких и толстых миофиламентов при помощи
поперечных мостиков. Сокращение мышечных волокон происходит за
счет процессов, протекающих внутри волокна и находящихся там
миофибрилл. Чтобы эти процессы могли осуществляться, необходима
система поперечных трубочек и связанных с ними продольных. По
ним ПД быстро распространяется внутри волокна и вызывает
освобождение из сарко-плазматической сети ионов Са2+, которые
инициируют процесс сокращения. А в нерве ПД распространяется за
счет процессов, которые происходят только на его поверхности, в
мембране. Поэтому для работы нерва система трубочек не нужна.
15. Сокращение происходит за счет последовательных циклов
соединения поперечных мостиков с тонкими миофиламентами,
совершения «гребковых» движений с перемещением тонких
миофиламентов между толстыми, отсоединения мостиков. Если
мышца предварительно растянута, то количество мостиков, которые
могут взаимодействовать с тонкими миофиламентами, уменьшается,
поэтому сила сокращения снижается. При значительном растяжении
тонкие и толстые миофиламенты вообще не будут перекрываться и
сила сокращения упадет до нуля.
16. Абсолютной силой мышцы называется максимальная ее сила,
деленная на площадь поперечного сечения. Рабочая гипертрофия
мышц возникает в результате физической тренировки, и
максимальная сила при этом, конечно, увеличивается. Но если
площадь поперечного сечения возрастает в такой же степени, то
абсолютная сила мышцы останется неизменной.
17. Разность концентраций натрия по обе стороны мембраны
снизится и ПД уменьшится или вообще не возникнет.
18. Все эти раздражители способны вызвать деполяризацию
мембраны, что приводит к возбуждению.
90
II. Физиология нервной системы
1. В первом случае в реакции участвует мышца (или
двигательный нерв, иннервирующий ее), а во втором - нервный центр.
Нервные центры в отличие от нервных или мышечных волокон
способны к трансформации ритма приходящих раздражений чаще
всего в сторону учащения, что и приводит к тетаническому
сокращению мышцы, которая получает множество нервных
импульсов, исходящих из нервного центра.
2. Мышечным тонусом называется напряжение, поддерживаемое
за счет импульсов, поступающих из нервных центров, которые тоже
находятся в состоянии повышенного тонуса. Когда говорят о
рефлекторном поддержании тонуса, это значит, что возбуждение
нейронов
центра
постоянно
подпитывается
импульсами,
возникающими в рецепторах и приходящими в центр по афферентным
нервам. Для доказательства рефлекторной природы мышечного
тонуса необходимо прервать нервные центры. Для этого следует
перерезать задние корешки. Перерезка же передних корешков просто
лишает мышцы иннервации, но не доказывает рефлекторную природу
тонуса этих мышц. Значит, прав второй студент.
3. Нервные центры утомляются быстрее, чем мышцы, поэтому за
счет нарушения процессов координации движений, осуществляемой
нервными центрами, нарушается их точность.
4. Этим
скульптором
является
процесс
торможения,
ограничивающий возбуждение в ЦНС, придавая ему нужный
характер, интенсивность и направление.
5. Сущность пресинаптического торможения заключается в том,
что тормозной синапс расположен на аксоне, который, в свою
очередь, образует синапсы на каком-то мотонейроне. Когда в
промежуточном
тормозном
синапсе
возникает
длительная
деполяризация, это препятствует проведению возбуждения по аксону
к мотонейрону. В результате в возбуждающих синапсах на
мотонейроне выделяется слишком мало медиатора и мотонейрон не
возбуждается. Сущность постсинаптического торможения в том, что
тормозной синапс расположен непосредственно на мотонейроне.
Выделяющийся тормозной медиатор вызывает гиперполяризацию
постсинаптической мембраны. Это приводит к снижению
возбудимости. Таким образом, противоречия нет.
6. При сгибании ног в коленях под действием силы тяжести
растягиваются четырехглавые мышцы бедер и заложенные в них
мышечные веретена. Увеличивается импульсация от рецепторов
веретен, возбуждаются альфа-мотонейроны четырехглавой мышцы,
91
возникает рефлекс на растяжение, который сразу же прекращает
начавшееся сгибание в коленях и восстанавливает исходную длину
мышц-разгибателей.
7. Мышечные
веретена
имеют
двойную
иннервацию:
афферентную и эфферентную. По афферентным волокнам поступает
информация о степени растяжения мышечных волокон, т. к. при этом
растягиваются и веретена. Эфферентная иннервация мышечных
веретен осуществляется гамма-мотонейронами. Они вызывают
сокращения интрафузальных волокон веретена. При этом
растягивается центральная часть веретен и возбуждаются
чувствительные
окончания.
Возникает
поток
афферентных
импульсов, аналогично тому, как это происходит при растяжении
покоящейся мышцы. Если мышца начинает сокращаться под
влиянием импульсов, приходящих уже из альфа-мотонейронов, поток
сигналов от предварительно растянутых веретен уменьшается.
Отсюда следует, что должна существовать определенная зависимость
между сокращением мышцы и степенью сокращения интрафузальных
волокон мышечных веретен. Таким образом, гамма-мотонейроны
задают веретенам уровень чувствительности, который, в свою
очередь, влияет на характер сокращения.
8. Импульсы, исходящие от рецепторов шейных мышц, играют
важную роль в распределении тонуса мышц конечностей, поэтому
голова спортсмена должна занимать определенное положение при
выполнении движений. Если конькобежец при беге на повороте
повернет голову в сторону, противоположную направлению
движения, он может упасть.
9. Вестибулярные ядра имеют связи не только с мотонейронами,
но и с вегетативной нервной системой, регулирующей дыхание,
кровообращение, пищеварение. При укачивании («морской болезни»)
происходит возбуждение нейронов вегетативной нервной системы,
что и обусловливает симптомы «морской болезни».
10. Система
«раздражение
в
бескислородной
среде»
взаимодействует с двумя системами – «нерв большого диаметра» и
«нерв малого диаметра». Для анализа узлов пересечения необходимо
установить, какой элемент будет определять получение различных
результатов. В бескислородной среде нарушаются метаболические
процессы. Таким образом, с одной стороны будет элемент «отсутствие
кислорода», а с другой — «метаболические процессы». Причем не
любые, а в первую очередь те, которые связаны с освобождением
энергии, необходимой для генерации ПД. При возникновении ПД
ионы натрия и калия движутся по градиенту концентрации и это
92
приводит к постепенному выравниванию их разности по обе стороны
мембраны. Но благодаря работе натриево-калиевого насоса
обеспечивается движение ионов против градиента концентраций и
восстановление исходной их разности. Для этого приходится
затрачивать энергию. В бескислородной же среде насос работать не
сможет. Это приведет к выравниванию концентраций и прекращению
генерации ПД. Таким образом в «раздражение нерва» – это
«выравнивание ионных концентраций по обе стороны мембраны».
Теперь остается выяснить, в каком же нерве такое выравнивание
произойдет быстрее. Очевидно, там, где общее количество ионов
меньше. Вот мы и пришли к главному различию – в тонком нерве
содержится меньше ионов, чем в толстом. Это понятно. Но тогда ясно,
что по этой причине в толстом нерве в условиях опыта выравнивание
ионных концентраций будет происходить медленнее, чем в тонком.
Значит, в бескислородной среде тонкий нерв перестанет генерировать
ПД раньше, чем толстый.
11. Иннервация
мышцы
обеспечивает
не
только
ее
сократительную деятельность, но и трофические влияния. В
частности, нервные импульсы стимулируют активность ряда
ферментов, например, АТФазы, синтез белков и т. д. При денервации
нарушается синтез белков в мышце, уменьшается ее масса –
происходит атрофия.
12. С одной стороны нужно рассмотреть функцию системы
«нервная клетка», с другой – действие цианидов, а затем сопоставить
результаты. Функция нервной клетки состоит в том, чтобы
генерировать потенциал действия (ПД). Из каких элементов состоит
система «генерация ПД»? Движение ионов натрия внутрь клетки –
деполяризация, движение ионов калия наружу – реполяризация,
работа натриево-калиевого насоса – восстановление исходной
разности концентраций натрия и калия по обе стороны мембраны. В
чем состоит действие цианидов (соединений синильной кислоты)?
Они парализуют работу дыхательных ферментов. Поэтому
прекращаются окислительные процессы, которые необходимы, в
частности для ресинтеза АТФ. Сопоставим полученные результаты.
Действие цианидов лишает живую ткань основного источника
энергии. На что расходуется энергия в функционирующем нерве? На
работу ионных насосов, которые перемещают ионы Na+ и К+ против
градиента концентрации. При отсутствии энергии концентрации
ионов по обе стороны мембраны выравниваются, клетка утратит
возбудимость и перестанет функционировать. Кроме того, нарушатся
93
и все другие процессы в клетке, требующие поступления энергии.
Например, синтез белка и т. д.
III. Физиология крови
1. Угарный газ имеет высокое сродство к гемоглобину. Попадая
через воздушно-кровяной барьер в кровь, он вступает в прочное
соединение с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин, в
результате чего не образуется соединение гемоглобина с 02 (оксигемоглобин) и нарушается дыхательная функция крови. Ткани не
получают кислород, развивается состояние гипоксии с вытекающими
отсюда симптомами, прежде всего со стороны ЦНС (головная боль,
головокружение, тошнота и т. д.).
2. При физической работе всегда имеется угроза повреждения
сосудов, необходима готовность прекратить кровотечение.
3. В связи с работой в крови повышается количество
эритропоэтинов и гормонов, способствующих увеличению количества
эритроцитов в циркулирующей крови, количество гемоглобина
увеличивается и возрастает кислородная емкость.
4. Физиологический смысл наличия щелочного резерва крови в
том, что он связывает кислые продукты, которые в избытке
образуются при мышечной деятельности. Отсюда становится ясным
ответ — у тренированного человека эти продукты должны
связываться быстрее (это один из эффектов тренировки на
биохимическом уровне), следовательно, щелочной резерв увеличен.
5. Усиленная мышечная работа требует потребления больших
количеств кислорода. Поэтому ответ очевиден — у кротов
содержание гемоглобина в крови очень высокое.
IV. Физиология сердечно-сосудистой системы
1. Необходимо рассмотреть работу сердца в конце вдоха и конце
выдоха и сравнить их не между собой, а с системой дыхания. На
кровоток влияет кровяное давление. В артериях давление крови
высокое, поэтому особых проблем не возникает. А в венах, особенно
близких к сердцу, оно очень низкое, и необходимо помогать крови
добраться до сердца. Этому способствует отрицательное давление в
грудной полости. Оно передается на находящиеся в полости сосуды и
обеспечивает присасывающее действие, что помогает крови дойти до
предсердий. Дыхательная аритмия сердца состоит в том, что в конце
вдоха ЧСС возрастает, а в конце выдоха уменьшается. Во время вдоха
отрицательное давление увеличивается, присасывающее действие
возрастает и в сердце поступает больше крови. Если к сердцу
94
притекает больше крови, его работа усиливается, избыток крови
растягивает полые вены, что вызывает рефлекс Бейнбриджа —
увеличение ЧСС. При выдохе наблюдается обратная картина.
2. При физической нагрузке повышается тонус симпатического
отдела
вегетативной
нервной
системы
(рефлекторно
с
проприорецепторов мышц и с хеморецепторов сосудов), что ведет к
повышению АД. У здоровых людей АД быстро возвращается к норме
за счет механизмов саморегуляции: возбуждение барорецепторов
сосудистых рефлексогенных зон рефлекторно снижает АД, так как
повышается тонус парасимпатического отдела вегетативной нервной
системы и депрессорного отдела сосудодвигательного центра
продолговатого мозга. У первого спортсмена механизмы
саморегуляции обеспечивают адаптацию к физической нагрузке, у
второго они недостаточны, у него можно ожидать развития
артериальной гипертонии.
3. При кровопотере в результате уменьшения общего количества
массы крови АД падает, при этом снижается поток импульсов от
барорецепторов сосудистых рефлексогенных зон в депрессорный
центр, что приводит к повышению тонуса прессорного отдела
сосудодвигательного центра и повышению АД. Кроме того, при
кровопотере и снижении АД уменьшается кровоснабжение почек, что
стимулирует выработку юкстагломерулярным аппаратом почки
ренина, который, взаимодействуя с белками плазмы крови, образует
ангиотензин I, затем ангиотензин II, оказывающий прессорное
действие на сосуды, что ведет к повышению артериального давления.
4. Проще всего использовать эффект глазосердечного рефлекса
Даньини- Ашнера или надавить на шее на участки бифуркации
сонных артерий, где располагаются рецепторы каротидного синуса.
5. Тонус парасимпатических центров выражен сильнее, чем
симпатических, поэтому после обоюдной перерезки в большей
степени скажется отсутствие именно парасимпатических влияний, и
сердце будет сокращаться сильней и чаще, но эти сдвиги будут
выражены меньше, чем после перерезки только блуждающих нервов.
V. Физиология дыхания
1. Для оценки интенсивности внешнего дыхания определяют
минутный объем легочной вентиляции (МОЛВ). МОЛВ показывает,
какой объем воздуха проходит через легкие за 1 мин.
У первого спортсмена объем МОЛВ равен: 40 х 500 = 20000
мл/мин.
95
У второго спортсмена объем МОЛВ равен: 27 х 200 = 32400
мл/мин.
Интенсивность дыхания большая у второго спортсмена.
Поскольку МОЛВ увеличен за счет повышения дыхательного объема,
у него выше эффективность дыхания. Показателем этого является
более высокий коэффициент легочной вентиляции. Он зависит от
соотношения объема дыхательного воздуха и объема воздуха
вредного пространства.
2. На глубине 200 м давление увеличивается, в результате
повышается растворимость газов в крови. При быстром подъеме из
глубины растворимость газов резко падает, из жидкого состояния они
вновь переходят в газообразное и выделяются в виде пузырьков,
приводя к воздушной эмболии сосудов. В результате возникает
«кессонная болезнь». Главную опасность здесь представляет азот, т. к.
давление его выше и он не связан в организме. Во избежание
кессонной болезни подъем из глубины следует производить медленно,
чтобы свободный азот успевал выделиться из организма. В настоящее
время в дыхательную смесь водолазам вводят вместо азота гелий, т. к.
его коэффициент растворимости ниже.
3. При высоте 6000 м давление 02 в атмосферном воздухе
понижено. В результате образование оксигемоглобина будет снижено
(до 70 %), что нарушает дыхательную функцию крови. Развивается
гипоксия, она приведет к одышке, что, в свою очередь, вызовет
усиленное выделение С02 и снижение возбудимости дыхательного
центра. В итоге развивается высотная болезнь.
4. На эффективность дыхания влияет не диаметр трубки сам по
себе, а объем, который в каждой трубке по-разному увеличивает
анатомическое мертвое пространство. Объем первой трубки около 3,6
л. Такое мертвое пространство практически непреодолимо. Выбор
этой трубки обрекает человека на гибель от удушья. Объем второй
трубки – около 600 мл. Такое мертвое пространство можно
преодолеть, если дышать глубоко и редко, используя резервный объем
воздуха. Объем третьей трубки совсем невелик. Но из-за очень малого
ее диаметра воздух при дыхании будет двигаться в трубке очень
быстро и трение его о стенки резко возрастет. Это может существенно
затруднить дыхание. Поэтому оптимальными являются размеры
второй трубки (30 мм).
5. Водолаз на большой глубине дышит воздухом под высоким
давлением, поэтому значительно возрастает растворимость газов в
крови. Азот в организме не потребляется, поэтому при быстром
поднятии его повышенное давление быстро снижается, и он бурно
96
выделяется из крови в виде пузырьков, что приводит к эмболии.
Ныряльщик же во время погружения вообще не дышит. При быстром
поднятии ничего страшного не происходит, в отличие от водолаза
отсутствует элемент «воздух под большим давлением».
6. Чудес в природе не бывает. Если углекислый газ накапливается,
а дыхательный центр не возбуждается, значит, его возбудимость при
нырянии резко снижается.
7. Очевидно, брюшной тип дыхания может быть для женщин
невыгоден, затруднен. Если не всегда, то хотя бы в определённые
моменты. Например, при беременности. Поэтому природа предпочла
такой тип дыхания, при котором трудности не возникают.
VI. Физиология системы пищеварения и обмена веществ
1. При физической нагрузке активируется симпато-адреналовая
система, оказывающая тормозное влияние на пищеварение. Кроме
того, во время тренировки формируется доминантный очаг
возбуждения, активирующий мышечную систему. По закону
одновременной отрицательной индукции другие центры, в том числе
и центр голода, тормозятся.
2. Рабочему с пониженной кислотностью желудочного сока для
стимуляции секреции можно порекомендовать овощной сок, салат из
свежей капусты, говяжий бульон, говяжью отбивную с морковным
или капустным гарниром, чай. Рабочему с повышенной кислотностью
следует рекомендовать пищу, оказывающую тормозное влияние на
желудочную секрецию (с содержанием жиров и углеводов): сметану,
бульон из свинины, свиную котлету с картофельным гарниром,
компот.
3. Чем отличается кожа рыболовов и дачников? Рыболовы сидят
неподвижно, а дачники ходят, оживленно разговаривают,
отмахиваются от комаров; В результате в организме дачников
образуется повышенное количество тепла, которое с кровью
переносится в кожу и нагревает ее. Тепло — это один из основных
факторов, помогающий комарам находить добычу. Вторым фактором
является избыток С02, которого больше вокруг активно ведущих себя
дачников. Поэтому в окружении комаров нужно сидеть тихо и дышать
реже.
97
VII. Физиология терморегуляции, выделения и
эндокринной системы
1. Отдача тепла может происходить следующими путями:
теплоизлучение, конвекция, теплопроведение и испарение пота. При
температуре +38°С основная роль принадлежит испарению.
Следовательно, ответ следующий: в), г), а), б).
2. Под действием алкоголя сосуды кожи расширяются. По ним
протекает увеличенное количество крови, и это создает субъективное
ощущение тепла, несмотря на продолжающееся действие холода.
Таким образом, алкоголь извращает обратную связь в системе
терморегуляции. Кроме того, он способствует образованию больших
количеств тепла в организме за счет быстрого окисления. Из-за
ослабления самоконтроля и субъективного ощущения тепла пьяный
человек на морозе распахивает шубу, что еще больше способствует
усилению теплоотдачи и опасному для жизни переохлаждению.
3. Клетки щитовидной железы захватывают из крови йод в
больших количествах, так как он необходим для синтеза тироксина.
При дополнительном введении избыточных количеств йода клетки
щитовидной железы полностью насытятся им. Зачем это нужно в
данной ситуации? При аварии в атмосферу и почву попало большое
количество радиоактивных нуклидов, в частности, йода. Период его
полураспада невелик (8 суток), но если в этот период он будет
попадать в организм и накапливаться в щитовидной железе, это может
привести к серьезной патологии, что и происходило, особенно у
детей.
Предварительное
насыщение
железы
обычным,
нерадиоактивным йодом способствовало предупреждению этой
опасности.
4. Если предсердия растягиваются избытком крови, это говорит об
увеличении объема циркулирующей крови (ОЦК). В этих условиях
организм стремится к снижению ОЦК, чтобы не перегружать сердце.
Натрийуретический гормон способствует уменьшению реабсорбции
натрия, а значит, и воды. В результате вода будет выводиться с мочой
и ОЦК уменьшится. Этот механизм гуморальный, следовательно,
более медленный.
VIII. Физиология сенсорных систем
1. Скорость распространения звуковой волны зависит от упругих
свойств среды, от ее плотности. Плотность воды намного больше
плотности воздуха. Поэтому в воде скорость звука в несколько раз
выше, чем в воздухе. Система «бинауральный слух», позволяющая
определить местоположение источника звука, анализирует разницу
98
между временем прихода звука в левое и правое ухо. В зависимости
от результата этого анализа мы поворачиваем голову до тех пор, пока
мозг перестанет улавливать разницу. В этом случае мы будем
смотреть прямо на источник звука. В воде скорость звука настолько
велика, что отмеченная разница уменьшается и мозг не может
определить ее с достаточной точностью.
2. Свет по-разному действует на глаз, находящийся в обычном
состоянии и при надавливании на глазное яблоко, так как в последнем
случае глазное яблоко деформировано. Если одно глазное яблоко
деформировано, или деформированы оба, но в разной степени, то
лучи, идущие от одной и той же точки, попадают на неидентичные
(диспарантные) точки обеих сетчаток. В естественных условиях это
имеет место, если лучи идут от разных точек. Поэтому при
надавливании и возникает ощущение двух предметов. Без
надавливания лучи от одной и той же точки попадают на идентичные
элементы обеих сетчаток и в мозгу мы получаем изображение одной
точки.
3. При движении в лабиринте кроме зрительной сенсорной
системы включается вестибулярная (при прохождении каждого
поворота возникают угловые ускорения). Отчасти здесь участвует и
сигнализация от проприорецепторов. Нейроны соответствующих
отделов
коры
полушарий
большого
мозга
запоминают
последовательность поворотов и их местонахождение. Если
дополнительно разрушить у животного вестибулярный аппарат или
связанные с ним отделы коры полушарий большого мозга, то
ориентация в лабиринте полностью исчезает.
4. Запах вызывает раздражение обонятельных рецепторов. Если
ощущение запаха исчезло, значит, или рецепторы перестали
возбуждаться, или соответствующие центры перестали воспринимать
идущие от рецепторов импульсы. Следовательно, возбудимость этих
образований в ходе продолжающеюся воздействия значительно
снизилась. Это пример адаптации.
IХ. Физиология высшей нервной деятельности
1. Разная реакция студентов объяснялась различной подвижностью
нервных процессов. У первого была высокая подвижность, и новый
динамический стереотип выработался быстро. Обучение будущей
профессии совпадало с его интересами, в результате чего
положительные эмоции способствовали более быстрой адаптации. У
второго студента была низкая подвижность нервных процессов,
поэтому ломка динамического стереотипа и выработка нового
99
происходила медленно. Кроме того, изучаемые науки не вызвали у
этого студента интереса и создавали отрицательную эмоциональную
настройку.
2. а) Этот факт можно объяснить тем, что у солдат
ориентировочный рефлекс на громкие орудийные звуки, в связи с
обычностью их проявления в боевой обстановке, угас. Вместе с тем,
прекращение действия раздражителя (в данном случае канонады)
действует как необычный, чрезвычайный стимул и вызывает
ориентировочный рефлекс, отсюда и пробуждение; б) Пример
иллюстрирует роль эмоций в осуществлении регенеративных
процессов. Положительные эмоции у победителей действуют через
нервную и эндокринную системы на заживление раны. У
побежденных отрицательные эмоции создают стрессовое состояние,
неблагоприятно влияющее на заживление ран.
3. Запаздывающее торможение. Условным раздражителем для
участника, стоящего на тумбочке, является вид пловца.
Подкреплением – касание стенки бассейна рукой плывущего. Но
момент подкрепления отставлен на значительное время. С каждым
взмахом рук плывущего момент подкрепления приближается, но
ответная реакция (прыжок в воду) должна тормозиться до самого
последнего взмаха. Этот вид торможения особенно сложен холерикам.
4. Рефлекторная реакция осуществляется через рефлекторную
дугу, которая включает рецептивное поле, афферентный путь,
центральную часть, эфферентный путь и эффектор. Главное условие
рефлекторной реакции – возбуждение должно пройти через нейроны
ЦНС. В эксперименте можно выполнить это требование, раздражая не
рецепторы, а идущий от них афферентный нерв.
5. Рвотный рефлекс возникает за счет раздражения рецепторов
заднего неба, корня языка и пр. Значит, нужно не дать этим
рецепторам возбуждаться. Для этого выключают данные рецептивные
поля, например, смазывая соответствующие участки дикаином.
100
VII. Экзаменационные вопросы
1. Мембранно-ионная теория происхождения биопотенциалов.
Потенциал покоя. Местное возбуждение и его свойства.
2. Потенциал действия, его фазы и свойства.
3. Свойства возбудимых тканей. Изменение возбудимости при
возбуждении.
4. Законы раздражения (закон силы, «все или ничего», силы –
времени, явление аккомодации). Понятие о парабиозе.
5. Механизм
мышечного
сокращения.
Соотношение
возбуждения, сокращения и возбудимости в скелетной мышце.
6. Сила и работа мыши. Утомление мыши. Особенности
функционирования гладкой мышцы.
7. Распространение возбуждения по нервным волокнам.
8. Синапсы, строение и классификация. Особенности передачи
возбуждения в химических синапсах.
9. Рефлекторный принцип деятельности ЦНС. Рефлекторная
дуга.
10. Развитие учения о рефлексе. Функциональные системы
организма (П.К. Анохин).
11. Нервные центры. Свойства нервных центров.
12. Торможение в ЦНС. Виды и механизмы центрального
торможения.
13. Основные принципы координации в ЦНС. Понятие о
доминанте.
14. Роль различных отделов ЦНС (спиной мозг, ствол мозга,
мозжечок, подкорковые ядра, КБП) в управлении движениями.
15. Особенности строения и функционирования вегетативной
нервной системы. Вегетативные рефлексы.
16. Симпатический, парасимпатический и метасимпатический
отделы вегетативной нервной системы. Медиаторы ВНС.
17. Сравнительная характеристика влияний симпатического и
парасимпатического отделов нервной системы на функции организма.
18. Особенности гуморальной регуляции. Свойства и механизмы
действия гормонов.
19. Гипоталамо-гипофизарная система: ее функциональная роль.
20. Гормоны гипофиза,
его
функциональные
связи
с
гипоталамусом и участие в регуляции деятельности эндокринных
желез.
101
21. Гормоны щитовидной железы и их роль в поддержании
гомеостаза
22. Понятие о системе крови, ее функциональное значение.
23. Состав крови. Функциональные системы, обеспечивающие
поддержание основных констант крови (рН, масса крови,
осмотическое давление).
24. Дыхательная
функция
крови.
Физиологическая
характеристика эритроцитов.
25. Защитная функция крови. Лейкоциты. Лейкоцитарная
формула.
26. Свертывающая и антисвертывающая системы крови. Этапы и
фазы свертывания крови.
27. Группы крови и резус-фактор. Правила переливания крови.
28. Физиологические свойства и особенности сердечной мышцы.
Автоматия сердца. Особенности работы сердца при физических
нагрузках.
29. Распространение возбуждения по сердцу. Анализ ЭКГ.
30. Гемодинамическая функция сердца. Фазы сердечного цикла.
Систолический и минутный объем крови.
31. Соотношение возбуждения, сокращения и возбудимости в
сердечной мышце. Экстрасистолы. Компенсаторная пауза.
32. Методы исследования гемодинамической функции сердца.
33. Тоны сердца и их происхождение.
34. Миогеный механизм регуляции сердечной деятельности
(гетеро- и гомеометрический).
35. Рефлекторная регуляция деятельности сердца.
36. Влияние
экстракардиальных
нервов
на
сердечную
деятельность.
37. Функциональная организация сосудистого русла. Факторы,
обеспечивающие движения крови по сосудам. Основные показатели
гемодинамики.
38. Артериальное
давление,
его
компоненты.
Методы
определения.
39. Артериальный и венный пульс. Анализ сфигмограммы и
флебограммы.
40. Сосудодвигательный центр (СДЦ). Эфферентные влияния
СДЦ — на тонус сосудов. Вазоконстрикторы и вазодилататоры.
41. Афферентные влияния на СДЦ.
42. Рефлекторная регуляция тонуса сосудов.
43. Гуморальная регуляция тонуса сосудов.
102
44. Функциональная система, обеспечивающая постоянство
артериального давления. Анализ ее периферических и центральных
компонентов.
45. Функциональная система, поддерживающая постоянство
газового состава крови. Гипоксия.
46. Внешнее дыхание. Механизм вдоха и выдоха.
47. Показатели функции внешнего дыхания и методы их
определения.
48. Газообмен в легких. Парциальное давление газов в
альвеолярном воздухе и напряжение газов крови.
49. Дыхательный центр: структура, локализация.
50. Нейрогуморальная регуляция дыхания. Дыхание в условиях
измененного атмосферного давления и физических нагрузках.
51. Рефлекторная регуляция дыхания.
52. Механизм первого вдоха новорожденного.
53. Функциональная система, обеспечивающая постоянство
питательных веществ в крови. Роль в ней процессов пищеварения.
Функции пищеварительной системы.
54. Типы пищеварения. Основные отделы пищеварительного
конвейера.
55. Пищеварение в ротовой полости. Регуляция слюноотделения.
56. Пищеварение в желудке. Состав желудочного сока. Регуляция
желудочной секреции.
57. Пищеварение в 12-перстной кишке. Состав и свойства
панкреатического сока. Регуляция панкреатической секреции.
58. Роль печени в пищеварении, функции желчи. Регуляция
желчевыделения.
59. Особенности пищеварения в тонкой и толстой кишке.
Свойства кишечного сока. Регуляция секреторной и моторной
функции кишечника.
60. Общие принципы и механизмы регуляции пищеварения.
Физиологические основы голода и насыщения.
61. Роль белков, жиров и углеводов в пластическом и
энергетическом обмене. Энергетическая ценность пищевых веществ.
62. Основной обмен энергии, методы определения.
63. Рабочий обмен. Группы населения по энергетическим
затратам.
64. Температура тела человека, ее колебания. Температурная
схема тела человека.
65. Химическая терморегуляция.
66. Физическая терморегуляция.
103
67. Регуляция
изотермии.
Функциональная
система,
обеспечивающая постоянство температуры внутренней среды.
68. Органы выделения. Гомеостатические функции почек.
69. Клубочковая фильтрация. Состав и количество мочи. Методы
оценки фильтрации.
70. Механизмы образования вторичной мочи. Реабсорбция в
различных отделах нефрона.
71. Регуляция мочеобразования и мочевыделения.
72. Общие принципы строения и функционирования сенсорных
систем. Физиологическая характеристика рецепторов.
73. Современные представления о формировании болевых
ощущений. Антиноцицептивные механизмы.
74. Физиологическая характеристика слухового анализатора.
Методы исследования слухового анализатора.
75. Физиологическая характеристика зрительного анализатора.
Методы изучения зрительного анализатора.
76. Характеристика врожденных форм поведения.
77. Условные
рефлексы.
Правила
выработки.
Нейрофизиологические механизмы образования условных рефлексов.
78. Явление торможения в высшей нервной деятельности.
Безусловное и условное торможение, виды и механизмы.
79. Физиологические основы сна. Фазы сна. Теории сна.
80. Типы ВНД по И.П.Павлову, их характеристики.
81. Особенности ВНД человека. I и II сигнальные системы.
Межполушарная асимметрия КБП.
82. Архитектура целостного поведенческого акта с точки зрения
теории функциональных систем.
83. Мотивации, физиологическое значение. Классификация
потребностей и мотиваций. Механизмы мотиваций.
84. Биологическая
роль
эмоций.
Нейрофизиологические
механизмы эмоций. Формирование эмоциональной устойчивости у
спортсмена.
85. Физиологические основы памяти и поведения.
86. Общие закономерности адаптации организма к условиям
окружающей среды. Виды адаптации. Механизмы адаптации.
87. Современные представления о стрессе. Стресс-реализующая и
стресс-лимитирующая системы.
104
ЛИТЕРАТУРА
1. Агаджанян Н.А., Власова И.Г., Ермакова Н.В., Трошин В.И.
Основы физиологии. – М.: Изд-во РУДН, 2000 – 408 с.
2. Агаджанян Н.А., Телль Л.З., Циркин В.И. Физиология человека:
Учебник. – СПб: Сотис. – 2006. – 528 с.
3. Анохин П.Х. Очерки по физиологии функциональных систем. –
М.: Медицина, 1975.-448 с.
4. Власова И.Г., Торшин В.И. Альбом физиологических показателей
в графиках, схемах, цифрах. – М.: Изд-во УДН, 1998. – 65 с.
5. Ильин Е.П. Психология физического воспитания. М.,
Просвещение,.1980.
6. Коробков А.В., Чеснокова С.А. Атлас по нормальной физиологии.
– М.: Высшая школа. – 1987. – 398 с.
7. Леках В.А. Ключ к пониманию физиологии: Учебное пособие. –
М.: Едиториал УРСС, 2002. – 360 с.
8. Нормальная физиология: Курс физиологии функциональных
систем / Под ред. К.В. Судакова.- М.: МИА, 1999. – 718 с.
9. Ситуационные задачи по нормальной физиологии: Учебное
пособие / Под ред. Л.Д. Маркиной. – Владивосток: Медицина ДА,
2005. – 142 с.
10. Смирнов В.М., Дубровский В.И. Физиология физического
воспитания и спорта: М.: Изд-во ВЛАДОСТ-ПРЕСС, 2002 – 608 с.
11. Солодков А.С., Сологуб Е.Б., Физиология человека. Общая.
Спортивная. Возрастная.: Учебник – М.: Тетрра-спорт, Олимпия
Пресс, 2001 – 520с., ил.
12. Спортивная физиология. Под общ. ред. Коца Я.М. Физкультура и
спорт, 1986.
13. Сухарев А.Г. Здоровье и физическое воспитание детей и
подростков. М., Медицина, 1991.
14. Физиологическая характеристика и методы определения
выносливости в спорте. Под ред. Н.В. Зимкина. М., Физкультура и
спорт, 1972.
15. Фомин Н.А. Физиология человека. М.: Просвещение, 1996.
16. Фомин Н.А., Вавилов Ю.Н. Физиологические основы
двигательной активности. М., Физкультура и спорт, 1991.
105
Позиция № 202
в плане издания
учебной литературы
МГУ на 2009
Елена Владимировна Маркелова
Методическое пособие для самостоятельной работы
и практических занятий по дисциплине
«ФИЗИОЛОГИЯ»
Печатается в авторской редакции
6,6 уч.- изд.л.
Тираж 100 экз.
Формат 60 х 841/16
Заказ №
Отпечатано в типографии ИПК МГУ им. адм. Г.И. Невельского
Владивосток, 59, ул. Верхнепортовая, 50а
106